1.- INTRODUCCIÓN. Los productos hortofrutícolas son alimentos ...

Anejo I MATERIAS PRIMAS

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1.- INTRODUCCIÓN.

Los productos hortofrutícolas son alimentos básicos en la dieta humana, pero

tienen el inconveniente de ser perecederos, bien por causas endógenas (reacciones

enzimáticas) o bien por causas exógenas (agentes físico-químicos), por lo que se

dispone de ellos durante períodos cortos de tiempo, siendo además en muchos casos

el cultivo de carácter estacionario. La necesidad de disponer de esos productos

durante todo el año, ha llevado desde antiguo al agricultor a desarrollar una serie de

transformaciones o procesos para conseguir un mayor período de utilización de

éstos. Por tanto, el objetivo primordial de la conservación de alimentos, en sí

perecederos, es hacerlos imperecederos, mediante el concurso de agentes físicos,

químicos o biológicos o la combinación de ellos.

Los métodos de conservación fueron en su inicio técnicas sencillas (salado,

desecado, ahumado, edulcorado,...) y su evolución paulatina los ha convertido en

técnicas muy depuradas, de tal forma que su aplicación está restringida al ámbito

industrial: radiaciones, liofilización,...

Puede hacerse una clasificación general de estos métodos:

• Tratamientos que implican necesariamente la destrucción de

microorganismos:

- Tratamiento térmico, que destruye a los microorganismos.

• Tratamientos que no implican necesariamente la destrucción de los

microorganismos como en el caso anterior, ya que al cesar el efecto

conservador, se produce la alteración. Se incluyen en este grupo:

- Eliminación de agua: concentración, deshidratación y

desecación.


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- Empleo de conservantes químicos.

- Aumento del contenido de sólidos: adición de azúcar y sal.

- Empleo de bajas temperaturas: congelación y refrigeración.

Surgen sin embargo una serie de problemas, pues los productos usados para

la industria de transformación eran los excedentes de los destinados a consumo en

fresco. Por tanto la industria tenía años de máxima actividad y años en los que al

haber poco producto excedentario, no tenía nada para transformar. Existía además el

agravante de que las características de los productos no se adaptaban a los procesos

de transformación. En la actualidad se buscan variedades adaptadas a los procesos

industriales y con unas características específicas, de manera que todos los años la

industria cuenta con un tonelaje mínimo. Así pues, ya en la actualidad, existe un

aporte racional y unas características adecuadas para la transformación.

Por otro lado, el agricultor debe considerar factores como el rendimiento,

resistencia a enfermedades, aptitud del fruto para el transporte. A su vez, el

fabricante está interesado en el potencial saborizante del fruto, tamaño, forma y

textura y, de manera general, en su aptitud para el tratamiento. Es de gran

importancia llegar a un compromiso razonable entre los intereses del agricultor y los

de la industria.

En cuanto a precio, la industria no puede competir con el mercado en fresco,

de forma que el agricultor recibe menos dinero por el producto a transformar. Esto

obliga a que las variedades destinadas a industria cumplan unos requisitos para que

el agricultor pueda obtener unos beneficios semejantes a los obtenidos con los

productos destinados al mercado en fresco. Las características generales que

interesan en estas variedades son:

• Mayor productividad.


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• Costes de producción menores (recolección mecanizada).

• Con distintos ciclos para asegurar un período de entrega en fábrica

más dilatado, dando lugar a un precio más estable a lo largo del año,

evitándose así entregas puntuales masivas de producto en fábrica.

• Concentración de la maduración: Se busca el momento en que el 80-

85% de los frutos estén maduros. Para ello el agricultor utiliza

distintos recursos, como la utilización de fitohormonas o bien por vía

genética.

• Frutos de gran consistencia, dado que van a ser sometidos a tratos

más groseros. Es importante que posean una mayor resistencia para

evitar heridas y la posterior entrada de microorganismos en el período

de almacenamiento.

• El color y el tamaño del fruto han de ser uniformes, con un grosor de

carne determinado.

• Desprendimiento fácil del pedúnculo, así como facilidad de pelado.

• Si el fruto es ácido, la esterilización se verá favorecida.

• Rico en extracto seco, mejorando el sabor.

• Resistencia a plagas y enfermedades.

2. DEFINICIÓN Y NORMALIZACIÓN DE CONSERVAS DE FRUTAS EN

ALMÍBAR.

Según el Orden de 21 de noviembre de 1984 por la que se aprueban las

Normas de Calidad para las conservas vegetales (B.O.E. 30-11-84 y 3-12-84) se

denominan frutas en almíbar a las elaboraciones obtenidas esterilizando los frutos

con adición de almíbar como líquido de gobierno. Podrán presentarse como frutos

enteros, en mitades o en trozos regulares. En ningún caso se emplearán edulcorantes


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artificiales. La graduación final del producto será, como mínimo de 14º BRIX. Los

almíbares se clasificarán atendiendo a su graduación en el producto terminado en:

Denominación Grados BRIX

Almíbar ligero de 14º a 17º

Almíbar de 17º a 20º

Almíbar denso más de 20º.

En la etiqueta, y como leyenda específica, es obligatorio hacer constar la

graduación del almíbar, siendo optativo el hacerlo de una de las siguientes formas:

A) Según la clasificación anterior.

B) Marcando los límites dentro de los cuales está comprendida la graduación

del almíbar de la forma siguiente:

Almíbar comprendido entre ...... y ...... ºBRIX.

Almíbar superior a ......ºBRIX.

Los procesos de producción y elaboración son propios de cada fábrica, pero

existen factores que deben fijarse y normalizar para todas las frutas en almíbar de

buena calidad. Estos factores que se deben fijar y normalizar son:

• Sólidos solubles:

Los sólidos solubles de una sustancia constituyen el conjunto de las especies

químicas que se encuentran en la misma en fase líquida, formando disoluciones

verdaderas o en estado coloidal (azúcares, ácidos, etanol, polifenoles, sales, etc.).

Su medida refleja la influencia neta de los efectos contrarios de los

materiales disueltos más pesados que el agua (azúcares, ácidos, sales, etc. ) y de los

más ligeros (alcoholes, etc.).

La Legislación actual especifica que los sólidos solubles en frutas en almíbar

se determinarán mediante lectura refractométrica, referida a 20ºC del líquido de


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gobierno. Se expresará en grados Brix, que constituyen una medida del porcentaje

de azúcar en peso a tal temperatura.

En la tabla nº1 aparecen los datos para la preparación de almíbares a distintos

grados Brix.

Tabla nº1.- Comparación de los grados Brix, la densidad específica y pesos

de azúcares requeridos para preparar almíbares de diversos grados

Brix (14º-25º).

ºBrixPeso específico

(g cm-3)

Peso azúcar a

añadir a un

litro de agua

(g)

Volumen de

almíbar

obtenido con un

litro de agua

(litros)

Peso de azúcar

en un litro de

almíbar

(g)

14 1,057 163,44 1,101 148,31

15 1,061 177,56 1,111 159,40

16 1,065 191,69 1,119 171,51

17 1,070 205,81 1,127 182,61

18 1,074 220,95 1,137 194,72

19 1,078 236,08 1,146 205,81

20 1,083 252,22 1,157 217,92

21 1,087 268,36 1,167 230,03

22 1,092 284,51 1,176 242,13

23 1,096 302,67 1,187 254,24

24 1,101 319,82 1,198 266,35

25 1,106 336,97 1,208 278,45

Todos los datos están referidos a 20ºC.


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Puesto que la densidad de las soluciones azucaradas varía con la temperatura,

deberán efectuarse correcciones en las lecturas refractométricas cuando se verifiquen

a temperaturas distintas de los 20ºC.

Una apreciación importante es que la densidad final del almíbar variará de

acuerdo con el contenido de azúcar y humedad de la fruta y por tanto, será distinta

de la concentración del almíbar que se adicionó originalmente. A esta concentración

o fuerza se le denomina “concentración final” del almíbar.

• Ácido cítrico (E-330):

Aparece junto al ácido L-ascórbico (E-300) en la Lista Positiva de Aditivos

autorizados en la elaboración de conservas vegetales “al natural” del Código

Alimentario Español (C.A.E.). En cuanto a las condiciones de empleo, no se

especifica la dosis máxima de uso.

Las proporciones de ingredientes son distintas según:

- La fuerza del almíbar a fabricar.

- El formato de envase a utilizar. Para cada tipo, el C.A.E. recoge las

masas mínimas exigidas a las elaboraciones de frutas con líquido de

gobierno.

- Fruta u hortaliza a envasar.

Por todo ello tales proporciones se determinarán más adelante, una vez

elegidas las frutas y los formatos de envasado.


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3. INGREDIENTES.

Para la realización de un análisis de las materias primas necesarias en la

industria de elaboración de fruta en almíbar, es necesario conocer cuáles son éstas,

además de su calidad, cantidad, estacionalidad, coste razonable, así como la

organización del sistema de adquisición de éstas.

3.1 Fruta.

Según la Reglamentación Técnico Sanitaria de Conservas Vegetales, bajo la

denominación genérica de “frutas” se designa a la infrutescencia, la semilla o las

partes carnosas de órganos florales que hayan alcanzado un grado adecuado de

madurez y sean propios para el consumo humano, excluyendo a los frutos secos

envasados como tales.

3.1.1 Características de las distintas especies frutales.

3.1.1.1 Melocotonero.

El melocotonero (Prunus persica) es un árbol caducifolio de la familia de las

rosáceas y cultivado por sus frutos llamados melocotones. El nombre específico

alude al hecho de que durante la antigüedad grecorromana esta especie alcanzó la

Cuenca Mediterránea procedente de Persia, y por ello durante mucho tiempo se

pensó que era oriunda de este país; sin embargo es originario de China, desde donde

en época remota se extendió su cultivo por Europa y por el mundo entero.

Es un árbol de vida relativamente corta y de tamaño pequeño (4-5 m. de

altura), con hojas lanceoladas, dentadas en los márgenes, flores axilares en un

llamativo color rosa, a pesar de que su intensidad cambia de unas variedades a otras.


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El fruto es una drupa globosa, con piel aterciopelada, pulpa jugosa,

azucarada y perfumada, encierra un hueso voluminoso y leñoso, agudo en una de sus

extremidades y provisto de una serie de relieves longitudinales. Se propaga por

injerto sobre distintos patrones, por ejemplo sobre almendro.

La más exigente de todas las especies que componen este género, en cuanto a

las condiciones de cultivo, prefiere climas con veranos cálidos e inviernos

moderadamente fríos. No sólo son más resistentes al frío que manzanos y perales,

sino que, generalmente también tienen menos necesidades de frío para la salida del

reposo (400-1000 horas), por ello pueden ser cultivados en latitudes más bajas que

éstos.

El éxito de los estudios de mejora en el melocotón, ha dado lugar a muchos

más cultivares comerciales que para otras especies. Características como hueso libre,

carne blanda y superficie vellosa están determinadas por genes dominantes simples.

La nectarina es simplemente un melocotón con genes recesivos que dan lugar a un

fruto sin vellosidad.

3.1.1.2 Peral.

El peral (Pyrus communis) es un árbol frutal caducifolio de la familia de las

rosáceas, cuyo origen se sitúa en el norte del Caúcaso y actualmente se cultiva en los

países templados.

Es un árbol que puede alcanzar hasta 15 m de altura, con la corteza de color

marrón o negruzca, cubierta de pequeñas escamas cuadradas y con ramificaciones a

su vez espinosas. Las hojas, ovadas, de hasta 8 cm de longitud, dentadas en los

márgenes y agudas en los vértices, de color verde oscuro brillante por el haz y más

claro por el envés; son sostenidas por peciolos de hasta 5 cm de longitud, con


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estípulas caducas. Las flores blancas, con las anteras de color rojo violáceo, se

reúnen en corimbos con 7-10 flores y aparecen en el árbol en abril, antes que las

hojas. El fruto es cónico, alargado, atenuado en la base y no umbilicado, posee pulpa

delicuescente al llegar a la madurez y en ella están sumergidas numerosas

granulaciones duras llamadas esclereidas. Se propaga mediante injerto sobre

especies espontáneas.

Es una especie bastante rústica, que se adapta a cualquier tipo de sustrato; se

desarrolla bien en climas áridos, de moderados a cálidos y prefiere las posiciones

soleadas. Los veranos secos son esenciales para controlar la enfermedad del fuego

bacteriano.

3.1.1.3 Mandarino.

El mandarino (Citrus reticulata) es un árbol de la familia de las rutáceas,

cuyos frutos son las conocidas mandarinas. Es originario del Asia sudoriental, y se

cultiva actualmente en los países cálidos o templados, principalmente en la región

mediterránea, Japón y la costa norte del golfo de México. Presenta numerosas

variedades, como “King”, “Satsuma”, “de Gandía”, etc. La planta tiene modestas

dimensiones (de 2-3 m de altura), las hojas son pequeñas, enteras, alternadas, de

color verde, menos cargadas que las del naranjo y de un olor fuerte especial. Las

flores son pequeñas, perfumadas, blancas, hermafroditas y reunidas en corimbos.

Los frutos son de forma globosa o piliforme, la corteza es de color rojo-anaranjado,

delgada, que se destaca fácilmente de la pulpa, la cual es rojiza, azucarada,

perfumada y agradable.

Algunas variedades están desprovistas de semilla. El mandarino es más

rústico y más productivo que el naranjo común; produce también antes, pero es de

vida más corta. Esta especie es muy sensible a las variaciones del medio y el aspecto


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de un fruto, sobre un mismo árbol, puede ser distinto según los años. El sabor está

fuertemente influenciado por el suelo, las labores culturales, las circunstancias

meteorológicas, etc.

3.1.2 Distribución, superficies, producción de las distintas especies frutales y

variedades para industria. Situación del sector.

La producción de frutas representa uno de los sectores más importantes

dentro de la agricultura española, siendo aproximadamente el 10% de la producción

final agraria. Gran parte de tal producción procede de plantaciones regulares en

regadío.

A la producción de zumos y conservas de frutas se destinan más de 106 tn de

frutas, cifra que se mantiene estabilizada desde hace unos años. No obstante, la

transformación de frutas en España está poco desarrollada, en comparación con

otros países, utilizándose como materia prima los dextríos del producto destinado a

consumo en fresco. Esto se debe, principalmente, a la ausencia de plantaciones

especiales de variedades destinadas a industria. En otros países, como EE.UU.,

Israel o Italia, se destina a industria cerca del 50% de la producción.

En Córdoba, al igual que en el resto de Andalucía, la producción global de

frutas y hortalizas ha experimentado en los últimos años un importante crecimiento

como consecuencia de la incorporación de nuevas superficies de cultivo y aumento

de rendimientos. Sin embargo, el subsector de transformación se caracteriza por su

escaso desarrollo salvo en productos concretos, a pesar de contar con las ventajas

naturales que propician el menor costo de la materia prima. En la provincia de

Córdoba la producción de conservas de frutas apenas tiene importancia, a excepción

del membrillo y el cabello de ángel.


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Puede decirse, a nivel general, que dentro de cada especie existen variedades

con unas características determinadas, que las hacen más idóneas para la industria de

transformación. Es conveniente una adecuada recolección de los frutos, de forma

que éstos presenten un desarrollo y un estado de madurez adecuados.

Respecto al calendario de recolección, cabe destacar que éste depende de la

climatología específica del lugar en que se encuentre localizado el cultivo

3.1.2.1 Melocotonero.

Es el frutal de hueso de mayor importancia económica mundial, siendo

China, Estados Unidos y la Unión Europea los principales productores. Dentro de la

Unión Europea destacan España, Italia y Francia.

España cuenta con una superficie de 61.861 ha. En producción en regadío,

con un rendimiento de 10.138 Kg ha-1, que dan una producción de 661.215 tn, de las

cuales la cuarta parte es utilizada por la industria conservera, que tiene una bien

ganada fama y una rancia tradición. Las zonas de mayor producción en España son

Levante, Cataluña, Ebro y Andalucía.

En Andalucía las mayores producciones se encuentran en Sevilla y Granada.

Se recogen en la tabla nº2 las superficies en cada una de las provincias andaluzas.


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Tabla nº2.- Superficie de melocotonero en plantación regular (en producción en

regadío).

Superficie

(ha)

Producción

(tn)

Almería 200 1.780

Cádiz 28 112

Córdoba 635 4.587

Granada 1.420 15.100

Huelva 1.412 10.581

Jaén 144 934

Málaga 276 1.947

Sevilla 4.850 48.124

Andalucía 8.965 83.165

Fuente: Anuario de Estadística Agraria 1.997.

En cuanto a la distribución varietal, ésta experimenta una rápida

modificación debido a la continua aparición en el mercado de nuevas variedades.

España es uno de los pocos países en que el melocotón de carne dura se destina a

consumo en fresco, pues en la mayoría de los países es utilizado exclusivamente

para transformación. Esto hace que la mayor superficie esté dedicada a variedades

con este tipo de carne. En la tabla nº3 se recogen las variedades más adecuadas para

industria así como las principales características de cada una.


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Tabla nº3.- Variedades de melocotón para transformación.

Forma fruto Calibre Color piel Observaciones

FREDERICA Redondeada AAmarillo con algo

de rojoGran calidad

BABY GOLD 5Esférica algo

globosaA-AA

Amarillo anaranjado

con rojoSabor medio

BABY GOLD 6Redondeada

algo globosaAA Amarillo anaranjado

Muy productiva,

muy buen sabor

BABY GOLD 7Redonda-

ovaladaA

Rojo sobre amarillo

naranja

Cierta tendencia

hueso partido

SUDANELLRedondeada

asimétricaA-B Amarillo

Caída de frutos en

recolección

BABY GOLD 9Redonda

simétricaA

Amarillo pálido con

algo de rojoBuen sabor

MIRAFLORES Redonda A-BAmarillo pálido con

chapa roja

Tendencia a caída

de frutos

Equivalencia de calibres según la Norma CE nº 1107/91:

AA → ∅ = 73-79 mm, peso medio: 180 g

A → ∅ = 67-72 mm, peso medio: 150 g

B → ∅ = 61-66 mm, peso medio: 125 g

C → ∅ = 56-60 mm, peso medio: 100 g

D → ∅ = 51-55 mm, peso medio: 75 g

Todas estas variedades presentan en común una pulpa amarilla y dura, lo que

hace que tengan una doble aptitud.


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En cuanto a la época de recolección, todas las variedades de melocotón se

recogen en verano. En la tabla nº4 se muestra la época de recolección de las distintas

variedades.

Tabla nº4.- Calendario de recolección de variedades de melocotón.

ÉPOCA DE RECOLECCIÓN

JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE

5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 31 5 10 15 20 25 31 5 10 15 20 25 30

Respecto a la producción de melocotón, en Andalucía, el 11% se destina a la

industria de conservación.

En Córdoba, la superficie de las variedades de melocotón aptas para

transformación supone cerca del 30% de la superficie total de melocotón cultivado.

Estas variedades son: “Sudanell”, “Baby Gold 5”, “Baby Gold 7”, “Baby Gold 9”.

BABYGOLD 5

BABYGOLD 7

SUDANELL

BABYGOLD 9

MIRAFLORES

FREDERICA

BABYGOLD 6


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Otras variedades que se dan en la provincia de Córdoba, pero que carecen de interés

para la industria de transformación son: “Early Gold”, “Springtime”, “Early Red

Free”, “Carrasco”, “Cardinal”, “Loadel” y “Red Haven”.

3.1.2.2 Peral.

Dentro de los frutales de pepita, está en el segundo lugar en cuanto a

importancia mundial, siendo el más importante el manzano. La producción mundial

asciende a 11.597 tn, siendo China y la Unión Europea los principales productores.

Dentro de la Unión Europea destacan España, Italia y Francia.

España cuenta con una superficie de 30.817 ha en producción con un

rendimiento de 13.763 Kg ha-1, que dan una producción de 406.590 tn, de las cuales

el 10% se dedica a transformación, encontrándose las zonas de mayor producción en

el Valle del Ebro (Lérida y Aragón), Levante y Extremadura. El peral presenta

multitud de variedades que se adaptan a unas zonas mejor que a otras.

En Andalucía, el peral se encuentra en regresión por la mala adaptación a las

altas temperaturas en verano y por obtenerse una fruta de peor calidad y, respecto a

la producción de pera, en Andalucía no se destina nada a la industria, de forma que

todo el tonelaje va a consumo en fresco. Se recogen en la tabla nº5 las superficies en

cada una de las provincias andaluzas.


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Tabla nº 5.- Superficie de peral en plantación regular (en producción en regadío).

Superficie

(ha)

Producción

(tn)

Almería 100 870

Cádiz 55 357

Córdoba 105 1.245

Granada 290 9.150

Huelva 67 392

Jaén 37 281

Málaga 529 5.028

Sevilla 25 348



La variedad de peral más utilizada para industria es la “Williams”, aunque

hay otras variedades que también pueden utilizarse. Todas ellas, así como las

características más representativas de éstas, vienen recogidas en la tabla nº6.


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Tabla nº6.- Variedades de peral para transformación.

Forma frutoPeso

medioColor piel Observaciones

WILLIAMS Cónica globosa 200-230 g Verde amarillo Industria

ERCOLINI Cónica globosa 140-180 g Verde amarilloBuen sabor

Exportación

PASSE

CRASSANEGlobosa y achatada 260-350 g

Verde amarillo

bronceado

Algo granulosa y

acidulada

MANTECOSA

PRECOZCónica globosa 150-200 g Verde con chapa roja

Piel sensible al

transporte

LIMONERA Piriforme globosa 160-240 g Verde amarilloPulpa medio-fina

Exportación

En cuanto a la época de recolección, la pera es una fruta de verano que se

consume en Otoño-Invierno; ésta viene reflejada en la tabla nº7.


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Tabla nº 7.- Calendario de recolección de variedades de peral.


JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE

5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 31 5 10 15 20 25 31 5 10 15 20 25 30

3.1.2.3 Mandarino.

A nivel mundial el mandarino ocupa el segundo lugar en la producción de

cítricos, después del naranjo y antes del limonero, con un tonelaje de 16.797.103 tn.

Son China y la Unión Europea los principales productores. Dentro de la Unión

Europea destacan España e Italia.

España se ha transformado durante el último siglo en el primer productor de

mandarina, con una superficie en producción de 79.442 ha, con un rendimiento de

21.215 Kg ha-1, dando una producción de 1.686.680 tn. La industrialización de

mandarinas se realiza principalmente mediante las conservas en gajos de “Satsuma”

y “Clementina”. Se dedican a esta actividad unas 200.000 tn/año.

ERCOLINI

WILLIAMS

M. PRECOZ

LIMONE-RA

PASSECRASSANE


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Las zonas de mayor producción en España son Levante, Cataluña y

Andalucía. En Andalucía las mayores producciones se encuentran en Sevilla,

Málaga y Almería, y el porcentaje destinado a transformación es escaso, excepto en

las provincias de Sevilla y Málaga. Se recogen en la tabla nº8 las superficies en cada

una de las provincias andaluzas.

Tabla nº8.- Superficie de mandarino en plantación regular (en producción).

Superficie

(ha)

Producción

(tn)

Almería 483 10.221

Cádiz 380 5.300

Córdoba 169 1.521

Granada 25 371

Huelva 675 9.079

Jaén ----- 1

Málaga 1.875 11.077

Sevilla 1.029 12.390



La variedad de mandarina más utilizada para industria es la satsuma y a

clementina. Estas variedades comprenden a su vez otras subvariedades. Todas ellas,

así como sus características más representativas, vienen recogidas en la tabla nº9.


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Tabla nº9.- Variedades de mandarino para transformación.

Observaciones

SATSUMA

HASHIMOTO

- Fruto grande.

- Nivel de ácidos bajo y de azúcar ligeramente alto.

- Precocidad.

SATSUMA OKITSU

- Fruto grande, achatado, calidad aceptable.

- Tolera el transporte y el almacenamiento mejor queotras satsumas.

- Una de las más precoces de su grupo.

SATSUMA OWARI- Fruto de buen tamaño, sin semillas.

- Elevada cantidad de zumo.

- Precocidad y alta productividad.

CLEMENTINA

LORETINA

- Piel sin defecto de bufado.

- Color más fuerte que el resto de clementinas.

- Sabor más dulce y jugoso que el resto del grupo.

CLEMENTINA

MARISOL- Mejora de características con respecto a las otras

clementinas en general.

CLEMENTINA

ORONULES

- Fruto de tamaño medio, algo achatado, sin semillas.

- Piel fina, fácil de pelar.

- Pulpa de buena calidad.

- Recolección muy precoz.

CLEMENTINA DE

NULES

- Fruto de buen tamaño.

- Zumo de alta calidad.

- Sin semillas.

- Productividad.

CLEMENTINA

HERNANDINA- Sin semillas.

- Productividad.

CLEMENTINA NOUR - Fruto de buen color, textura un poco áspera.

- Carne tierna, jugosa y de muy buen sabor.


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La época de recolección de las distintas variedades viene reflejada en la tabla

nº 10.

Tabla nº10.- Calendario de recolección de variedades de mandarina.


SEPT

1-15-30

OCT

1-15-31

NOV

1-15-30

DIC

1-15-31

ENE

1-15-31

FEB

1-15-28

MAR

1-15-31

ABR

1-15-30

MAY

1-15-31

S. HASHIMOTO

S. OKITSU

S. OWARI

C. MARISOL

C. LORETINA

C. ORONULES

C. CLEMENULES

C. HERNANDINA

C. NOUR


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3.2. Otros ingredientes.

3.2.1 Azúcar.

Se da el nombre de azúcar (sacarosa) exclusivamente el producto obtenido

industrialmente de la remolacha azucarera (Beta vulgaris L. variedad rapa) o de la

caña de azúcar (Saccharum officinarum L.).

Comercialmente se distinguen varios tipos, siendo uno de ellos el azúcar

blanco o azúcar blanquilla, que es la sacarosa purificada y cristalizada de calidad

sana, de color blanco en estado puro, soluble en agua y en alcohol y de sabor dulce.

Entra a formar parte de la composición del producto a elaborar, siendo una de las

materias primas más estables.

3.2.1.1. Características.

Además de la calidad del azúcar, es necesario tener en cuenta la forma de

adicionarlo y su tratamiento durante el procesado, puesto que ambos factores afectan

al producto final. Tanto el azúcar de remolacha como el de caña, químicamente

conocidos como sacarosa, son apropiados y normalmente utilizados para este fin.

Al seleccionar azúcares son factores importantes a considerar:

• Polarización.

Interesan cifras de polarización directa comprendidas entre

99,75 y 99,9 ºS.

• Cenizas.

Las cifras de cenizas varían, normalmente, entre 0,001 y

0,026 %, indicando la cantidad de sales minerales presentes. A


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cristales de azúcar más grandes corresponden contenidos más bajos

de cenizas. Además, en general, los azúcares de remolacha tienen un

contenido más alto en ceniza que los azúcares de caña.

• Humedad.

El límite de humedad se halla entre 0,0 y 0,1 %, ya que los

azúcares con más humedad se conservan mal debido a su tendencia a

exudar.

• pH.

El pH de los azúcares debe encontrarse, preferentemente, en el

lado ácido, pero puede variar desde 6,0 a 7,2.

• Color.

No puede ser mayor de 12 puntos, por lo que sólo es importante

para productos de tonalidad clara.

La calidad de ambos azúcares es similar, así pues a la hora de lograr un

abastecimiento homogéneo y seguro, además de un precio menor se utilizará el

azúcar de remolacha para la fabricación de frutas en almíbar.

3.2.1.2. Producción, consumo y precios.

La producción remolachera española supone aproximadamente el 1,5% de la

producción final agraria. En la tabla nº11 se recogen los datos más significativos a

nivel nacional.


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Tabla nº11.- Datos sobre la producción azucarera en España.

Superficie

(ha)

Producción

(tn)

Azúcar refinado

obtenido (tn)

REMOLACHA 172.465 7.438.212 1.102.895

CAÑA DE

AZÚCAR

1.406 100.863 7.699

Total 173.871 7.539.075 1.110.594


El sector azucarero avanza hacia una fuerte y rápida concentración

empresarial. En la campaña 1997/98 operaban tan sólo 17 fábricas, cuando en 1990

estaban registradas 24. Ese proceso no ha terminado todavía y se prevén nuevos

cierres en el futuro inmediato. La estructura empresarial se encuentra también muy

concertada, de forma que tan sólo 6 compañías controlan el 99% del mercado. Las

dos primeras, que en los primeros meses de 1998 concluyen su proceso de fusión,

son EBRO AGRÍCOLAS –con una producción anual superior a 640.000 tn de

azúcar y unas ventas próximas a 100.000 millones de pesetas- y SOCIEDAD

GENERAL AZUCARERA DE ESPAÑA – con unas 285.000 tn de azúcar y casi

40.000 millones de pesetas en ventas -.

Los precios al consumidor se han mantenido constantes, a un nivel de

aproximadamente 135 pta Kg-1.

En Andalucía se encuentran un 27% del total de industrias dedicadas al

procesado de remolacha. En la tabla nº12 se recoge la distribución por provincias.


25

Tabla nº12.- Distribución provincial de la producción de remolacha y azúcar

refinado en Andalucía.

Producción

Remolacha

(tn)

Producción

Azúcar

Refinado

(tn)

Almería --- ---

Cádiz 646.306 103.409

Córdoba 35.823 5.481

Granada --- ---

Huelva 53.595 8.000

Jaén 14.563 1.760

Málaga 9.625 1.100

Sevilla 504.000 65.520

Andalucía 1.263.912 185.270


En lo que respecta a Córdoba, la situación ha variado notablemente en los

últimos años, pues se ha producido el cierre de la Azucarera del Carpio y la

Azucarera de Villarrubia, ambas pertenecientes a EBRO AGRÍCOLAS, empresa

líder en ventas del sector alimentario español.

Las azucareras más próximas a la industria a proyectar se encuentran

ubicadas en:

• La Rinconada (Sevilla). Molturó en la campaña 94-95 unos

317.335 tn de remolacha, lo que suponen aproximadamente 44.430 tn

de azúcar.


26

• Linares (Jaén). Molturó en la campaña 94-95 unos 277.491 tn de

remolacha, lo que suponen aproximadamente 38.850 tn de azúcar.

3.2.2. Aditivos.

En conservería se utiliza principalmente el ácido cítrico (E-330). Aparece

junto al ácido L-ascórbico (E-300) en la Lista Positiva de Aditivos Autorizados en la

elaboración de conservas vegetales “al natural” del C.A.E., como ya se dijo

anteriormente. Este ácido está muy extendido en los alimentos en su estado natural;

en la mayor parte de las frutas y cítricos, así como en hortalizas. Su adición a las

conservas permite una ligera acidificación mejorando las condiciones de

esterilización; actúa además como secuestrante, inactivando las trazas de metales

que pueden deteriorar el color, como antioxidante propiamente dicho y también

como agente de sapidez.

En manuales consultados se aconseja la utilización de ácido cítrico

exclusivamente en la fabricación de peras en almíbar, para evitar el ennegrecimiento

de éstas. No obstante, debido a las ventajas antes comentadas, muchos fabricantes lo

incluyen en su formulación de ingredientes. El producto normalmente vendido a la

industria alimentaria es el ácido cítrico monohidratado, y la proporción que suele

utilizarse es del 1,5 %o para elaboraciones de almíbar.

En la industria a proyectar se utilizará el ácido cítrico como aditivo en la

fabricación de mandarinas, melocotones y peras en almíbar.

3.2.3. Agua.

Se empleará para disolver los azúcares, entrando también a formar parte en

distintas etapas de la línea de elaboración, en las que se deberá adicionar la cantidad


27

necesaria para obtener el peso y la cantidad final adecuada. Constituye, por tanto,

uno de los componentes mayoritarios del producto a elaborar.

Según la Asociación de Investigación de la Industria Española de

Detergentes, Tensoactivos y Afines (A.I.D.) las aguas de abastecimiento de

Córdoba, se clasifican de baja dureza (desde 11º hasta 20ºF), siendo la dureza la

concentración de Ca y Mg del agua, que suele expresarse en forma de carbonato

cálcico o en grados franceses: 1ºF=10 mg/l de CO3Ca.

Concretamente, la zona donde se ubicará la industria, se abastece de aguas

clasificadas como blandas (110 mg/l de CO3Ca ó 11ºF), según un análisis completo

suministrado por el Ayuntamiento de Palma del Río (Córdoba), que aparece a

continuación.


29

4. ENVASADO.

Ya se ha citado anteriormente que los envases a seleccionar determinarán la

formulación de ingredientes, pues la proporción entre la cantidad de fruta y la

cantidad de líquido de gobierno dentro de un envase, varía en función del formato de

éste. En la tabla nº13 se recoge la elección de la forma de presentación de la fruta,

así como del envase.

Tabla nº13.- Forma de presentación de fruta, tipo de envase y masas

mínimas exigidas.

FORMA DE PRESENTACIÓN DE

LA FRUTA

Mandarina Melocotón Pera

FORMATO

DE

ENVASE

Masas mínimas

exigidas

Capacidad: 425 ml

Pn(g): 420 gGajos Mitades Mitades½ Kg

HojalataPesc(g): 240 g

Capacidad: 2.650 ml

Pn(g): 2.650 g- Enteros Enteras

Tarro de

3 Kg

Cristal Pesc(g): 1.260 g

Las características de los materiales de cada uno de los dos tipos de envases

son:

• Envase: Lata de hojalata de ½ Kg.

Para la presentación comercial corriente se utilizará la hojalata,

material más popular para la venta de este tipo de producto y tal

formato, elegido por ser el de mayor aceptación en el mercado, como


30

ha podido comprobarse. Tal material y formato están recogidos en las

Normas Técnicas que regulan la calidad de las frutas edulcoradas con

azúcar para poder exportadas, con el fin de poder optar a la

comercialización de los productos en otros países.

Los envases metálicos han dominado sectores de los mercados

de alimentos y bebidas durante muchos años por su relación

coste/calidad, durabilidad y por la protección global que proporcionan

a sus contenidos. Durante los últimos 20 años se han producido

cambios notables en la tecnología de la fabricación de latas y en los

materiales utilizados para las latas y los cierres.

El acero, generalmente en hojalata (de ahí el mal nombre de

“lata”), es con mucho el metal usado más comúnmente en la

fabricación de latas para alimentos tratados por calor.

Los márgenes típicos para la hojalata son:

- Espesor nominal: 0,15-0,30 mm.

- Peso del revestimiento de estaño: 0,5-15 g m-2.

La hojalata es de acero dulce revestido con estaño por ambas

caras. La fabricación de la hojalata conlleva una serie de etapas:

- Fundición del acero dulce.

- Recalentado del lingote.

- Laminación y cortado en tiras.

- “Limpiado”: Baño químico con ácido sulfúrico o clorhídrico

para eliminar las laminillas de óxido.

- Laminado en frío.

- Recocido.

- Aplicación electrolítica de estaño.


31

- Formación del cilindro soldado: Soldadura por resistencia.

- Sellado hermético, mediante una juntura doble entre el

cuerpo de la lata y el cierre.

Este último será de hojalata también y fijo, que es el más común

en el caso de latas para alimentos, obligando a la utilización de un

abrelatas para retirarlo.

La lata llevará un recubrimiento protector interno (laca epoxi) y

un recubrimiento protector externo (barniz). Las funciones de los

recubrimientos en general son:

- Protección del metal con respecto al contenido.

- Evitar la contaminación del producto por iones metálicos

procedentes del envase.

- Facilitar la fabricación.

- Proporcionar una base para la decoración.

- Barrera frente a la corrosión/abrasión externa.

Los envases de hojalata, en general, destacan por su gran

resistencia mecánica, por sus facilidades para transmisión de calor,

por su alta de capacidad protectora del contenido, por su actividad

barrera frente al agua, a gases, microorganismos y luz, por su fácil y

segura manejabilidad en fábrica y circuitos comerciales.

Las dimensiones del envase a utilizar son:

- Altura: 109 mm.

- Diámetro: 75 mm.

• Envase: Tarro de cristal de 3 Kg.

Para la presentación de lujo se utilizarán envases de cristal y tal

formato. En la normativa a la que se ha hecho referencia en el


32

apartado anterior, se aceptan cualquier forma y dimensión para esta

presentación, con la condición de que el envase sea transparente. El

objetivo del cumplimiento de esta normativa es el mismo que el

citado en el anterior apartado.

Es necesario destacar en cuanto a los envases de vidrio el

incremento continuo de su aceptación, sobre todo para ciertas

especialidades, siendo el aumento medio anual de su uso de un 3%,

aproximadamente. Están contribuyendo a su crecimiento las mejoras

en su fabricación, la reducción de peso, el mejor diseño.

Estos envases se fabrican calentando una mezcla de arena

(73%), óxido sódico (13%) y óxido cálcico (12%), con una

determinada proporción de vidrio reaprovechado (15-30% del total,

en peso). Después se moldean, se prensan, se cuecen y se enfrían, en

condiciones controladas.

Las ventajas de estos envases frente a los de hojalata son:

- Son impermeables al agua, gases, olores y

microorganismos.

- Son inertes y no reaccionan con el alimento.

- Permiten velocidades de llenado altas y pueden someterse a

tratamientos térmicos, pudiéndose sellar.

- Al ser transparentes, permiten ver el contenido, realzando el

producto que contienen.

- Pueden reutilizarse y reciclarse.

- Permiten distintas formas y colores.

Sus inconvenientes son:

- Son más pesados que otros tipos de envases, lo que hace

que su transporte sea más caro.


33

- Son menos resistentes que otros materiales al shock térmico,

la abrasión y la rotura.

- Sus dimensiones fluctúan más que las de otros envases.

- La posibilidad de que el contenido tenga fragmentos de

vidrio, supone un riesgo potencial.

Para conseguir un envase cerrado herméticamente se colocará

un cierre de hojalata laqueado, donde las lengüetas se engarzan con el

cuello del recipiente que va provisto de unos resaltes. El envase es

cilíndrico y sus dimensiones son:

- Altura: 220 mm.

- Diámetro del cierre: 95 mm.

- Diámetro del envase: 130 mm.

5. FORMULACIÓN DE INGREDIENTES.

La formulación de ingredientes para 1.000 Kg de fruta en almíbar en la

industria a proyectar, teniendo en cuenta que el almíbar a utilizar será de 16ºBrix

(almíbar ligero según el C.A.E.), y para cada uno de los dos formatos de envase es:

• Envase: Lata de hojalata de ½ Kg.

- Fruta ....................................... 556,7 Kg

- Agua ....................................... 371,1 Kg

- Azúcar .................................... 71,6 Kg

- Ácido cítrico .......................... 0,6 Kg

TOTAL 1.000,0 Kg


34

• Envase: Tarro de cristal de 3 Kg.

- Fruta ....................................... 480,1 Kg

- Agua ....................................... 428,3 Kg

- Azúcar .................................... 90,9 Kg

- Ácido cítrico .......................... 0,7 Kg

TOTAL 1.000,0 Kg

Anejo II PLAN PRODUCTIVO Y ABASTECIMIENTO DE MATERIAS PRIMAS

1

1. INTRODUCCIÓN.

En el anejo “Materias Primas” se recogen las características de las distintas

frutas a procesar, las producciones de éstas en Andalucía y las variedades aptas para

industria de cada una de las especies frutales.

El volumen de frutas requerido es de 8 tn/día, lo que suponen 2.000 tn/año.

Se procurará que la mayor parte de las materias primas procedan de Córdoba

y en su defecto, de otras provincias andaluzas: Sevilla y Granada, principalmente.

2. PLAN PRODUCTIVO.

Con la industria de elaboración de fruta en almíbar aquí proyectada se intenta

cubrir la totalidad del año productivo. Para establecer el plan productivo, los factores

a tener en cuenta son:

• Estacionalidad de la fruta:

El calendario de recolección para las distintas frutas se

encuentra concentrado en un período de tiempo determinado; esto

hace que el suministro de fruta fresca condicione el plan productivo

en ese momento, ya que la calidad y precio de la materia prima serán

mejores.

En la provincia de Córdoba y para las variedades más

interesantes la estacionalidad de las distintas especies frutales es,

como ya se dijo en el anejo “Materias Primas”:

- Melocotón: De Junio a Septiembre.

- Pera: De Julio a Octubre.


2

- Mandarina: De Septiembre a Mayo.

Esta característica depende de la climatología y de la situación

geográfica. Así, por ejemplo, la época de recolección para los

melocotones en Córdoba está atrasada unos 15 días respecto a Sevilla.

Igualmente los fenómenos atmosféricos (lluvia, temperatura, heladas)

pueden causar un retraso o adelanto de la misma.

• Época en que comprándose la fruta a almacenistas o frigoristas, ésta

se obtiene a mejor precio.

Dado que no siempre es posible un abastecimiento de fruta

fresca, las necesidades de materias primas quedarán subsanadas con

la compra en almacenes frigoríficos. Cuando el suministro sea fuera

de época, habrá que estudiar que el precio no sea excesivo.

• Capacidad de conservación:

Ésta varía en las tres frutas:

- Mandarina: La capacidad de conservación es de 1-3 meses a

una temperatura de 1-3ºC y una HR del 90-95%.

- Melocotón: Su capacidad de conservación no excede de 15-

25 días a una temperatura de 0-2ºC y una HR del 90-95%.

Esto obliga a que el melocotón tenga que ser procesado

durante la época de cosecha.

- Peral: La capacidad de conservación varía

considerablemente según variedades, así las hay desde 60-90

días, como “Mantecosa Precoz Morettini”, hasta 150-180

días como “Passe Crassane” en cámara a temperatura de 0ºC

y una HR del 90%. Por término general, la pera tiene una

capacidad de conservación de 1-6 meses a una temperatura

de 0-2ºC y una HR del 85-90%.


3

• Evolución de los precios a lo largo del año de las distintas especies:

Las figuras nº 1, 2, 3, 4 muestran la relación precio-tiempo a lo

largo de los 4 últimos años:


4

Gráficos nº1,2,3,4.- Precios percibidos por los agricultores (pta Kg-1).

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

meses

pre

cio

s

1993

1994

1995

1996

1997

MANDARINA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

meses

pre

cio

s

1993

1994

1995

1996

1997

MELOCOTÓN

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12meses

pre

cio

s

1993

1994

1995

1996

1997

PERA

Fuente:Boletín Mensual deEstadística (MAPA).Noviembre 1.998


5

Las tendencias que pueden observarse son:

- Melocotón: Su compra se restringe a la época de recolección.

- Pera y mandarina: Los precios de las peras son, por regla

general, mayores que los de las mandarinas, y estas

diferencias se acentúan en los primeros meses del año. Esto

unido a la peor conservación de las peras, determina que

durante los meses finales del año (otoño-invierno) se proceda

a la elaboración de pera en almíbar y durante los primeros

meses del año (invierno-primavera) a la elaboración de gajos

de mandarina en almíbar. Para la mandarina en particular, su

precio es máximo en marzo, por lo que se procurará comprar

gran parte del volumen a utilizar en febrero.

El precio es muy variable según la época y de unos años a otros

como se observa en los gráficos anteriores, debido a las distintas

producciones obtenidas, consecuencia, entre otros factores de la

vecería y la climatología.

• El almacén frigorífico que posee la industria será del menor tamaño

necesario, aunque distintos autores indican que la capacidad mínima

de almacenamiento ha de ser del 8-10% de la producción anual. Esta

proporción debe mantenerse cualquiera que sea la dimensión de la

fábrica, aunque podría ser mayor, pero ocasionaría unos gastos de

almacenaje elevados.

Considerando todos estos factores, el plan productivo que se seguirá, dividirá

el año en tres períodos, en los cuales la materia prima a utilizar es distinta:


6

Ø Julio, Agosto y Septiembre: Melocotón en almíbar.

- El 80% del peso de melocotones recibido se destinará a la

producción de mitades de melocotón en almíbar. Se

dedicarán cuatro de los cinco días a la semana que la

industria está en activo a esta elaboración.

- El 20% del peso de melocotones recibido se destinará a la

producción de melocotones enteros en almíbar. Se dedicará

uno de los cinco días a la semana que la industria está en

activo a esta elaboración.

Ø Octubre, Noviembre, Diciembre y Enero: Pera en almíbar.

- El 80% del peso de peras recibido se destinará a la

producción de mitades de pera en almíbar.

- El 20% del peso de peras recibido se destinará a la

producción de peras enteras en almíbar.

La distribución temporal para pera será igual que la dada

anteriormente para melocotón.

Ø Febrero, Marzo, Abril y Mayo: Mandarina en almíbar.

- El 100% del peso de mandarinas recibido se destinará a la

producción de gajos de mandarina en almíbar. Se dedicarán

íntegramente los cinco días de la semana que la industria está

en activo a esta elaboración.

Ø Junio: Durante este mes no se procederá a la elaboración de

ninguna fruta, sino que será el mes de vacaciones para los

trabajadores, y el mes en el que se lleve a cabo una limpieza y

desinfección profundas de la planta industrial.


7

Este plan productivo no es en absoluto fijo, sino que puede ser modificado

cada año según las exigencias del mercado de suministro de materias primas y del de

demanda de productos elaborados.

3. PROGRAMA DE ABASTECIMIENTO.

3.1 Necesidades y abastecimientos de materias primas.

Para la adquisición de materia prima, la industria agraria debe de ponerse en

contacto con el agricultor para la compra durante la época de recolección, o bien con

almacenistas frigoríficos para el suministro fuera de época. La compra puede

realizarse a través de contratos suministro, que incluso pueden llegar a constituir un

caso de integración vertical entre el agricultor y la industria.

Un problema esencial de la industria a proyectar, es el carácter perecedero de

la materia prima y la estacionalidad de la producción. Esto se agrava en casos como

el del melocotón, para el cual la recolección se realiza en un período limitado,

siendo además un producto muy perecedero.

Cuando este producto se trata en un momento inmediato a la recolección, es

fundamental establecer una buena organización en lo que se refiere a la recolección

del producto, para evitar acumulaciones que superen a la capacidad de

transformación o escaseces que no permitan la plena utilización de la misma. En

algunos casos, la organización puede tropezar con dificultades de tipo agroclimático

en el caso de existir una oscilación diaria de producción, en relación con la lluvia,

temperatura u otros fenómenos meteorológicos.


8

La falta de homogeneidad de la producción agraria, como consecuencia de

determinados factores, puede en parte disminuirse por medio de contratos o

acuerdos con los agricultores, en los que se fijan determinadas condiciones relativas

a variedades, sistemas de cultivo, etc.

Hay otros inconvenientes, como es la difícil utilización de la mano de obra,

ésta varía a lo largo del año, lo que obliga a recurrir a trabajadores eventuales, con la

consiguiente complicación, en comparación con la utilización de trabajadores fijos.

Estos inconvenientes pueden disminuir diversificando la producción en lo que se

refiere a variedades y especies, adaptando los procesos de forma que se puedan

utilizar al máximo las instalaciones. También pueden disminuir en algunos casos

utilizando sistemas de conservación de la materia prima, que permitan alargar el

período de industrialización, aunque ello dé lugar, evidentemente, a un incremento

de costes.

Cuando el producto perecedero debe tratarse en un momento inmediato a la

recolección, es fundamental establecer una buena organización en lo que se refiere a

la recolección del producto, evitándose una acumulación que supere la capacidad de

transformación o una escasez que no permita la plena utilización de la misma. En

algunos casos, la organización tropieza con deficiencias de tipo climático cuando

existe una oscilación diaria de producción en relación con la temperatura, lluvia y

otros fenómenos atmosféricos.

Teniendo en cuenta todo lo expuesto anteriormente, se va a llevar a cabo, a

continuación, un análisis de las necesidades de cada una de las materias primas

precisadas en la industria a proyectar, así como de los sistemas de compra.


9

3.1.1 Frutas.

Se precisan al año cerca de 2.000 tn de fruta. Las necesidades de fruta de la

industria se intentarán cubrir con las producciones de la provincia de Córdoba,

pudiendo proceder parte del abastecimiento de la provincia de Sevilla (melocotón y

mandarina) y de la provincia de Granada (pera).

3.1.2 Otros ingredientes.

3.1.2.1 Azúcar.

Aunque es posible comprar en una refinería jarabe de azúcar líquido

(almíbar), la mayor complejidad de las instalaciones requeridas, el coste y su

dificultad de manejo, puesto que el suministro debe realizarse a 43ºC y esta

temperatura debe mantenerse durante su almacenamiento, hace que se deseche esta

opción, a favor de la compra de azúcar a granel que puede añadirse de forma sólida

o líquida.

El azúcar procederá de una azucarera de Sevilla y será suministrado, por

tanto, en depósitos de almacenaje de 4.000 litros de capacidad, lo que suponen 6.360

Kg de azúcar aproximadamente. Dado que las necesidades mensuales medias de este

ingrediente son 19.695 Kg, la fábrica dispondrá de 4 depósitos al mes que se irán

rotando. El abastecimiento de azúcar, así como la limpieza y desinfección de dichos

depósitos se realizará en las azucareras más cercanas, cuyas producciones han sido

mencionadas en el anejo “Materias Primas”.

Las características de estos depósitos de almacenaje serán descritos en el

anejo “Ingeniería del Proceso”.


10

3.1.2.2 Aditivos: Ácido cítrico.

Las características del ácido cítrico fueron descritas en el anejo “Materias

Primas”. Las necesidades mensuales medias de este ingrediente son 162 Kg, el

suministro será de una caja de 6 bidones de plástico de 50 Kg/bidón cada dos meses

y se llevará a cabo por una distribuidora de reactivos y productos químicos de

Sevilla.

3.1.3 Envases y etiquetas.

Las características de los envases a utilizar han sido descritas en el anejo

“Materias Primas”. El suministro de los mismos se realizará mensualmente y se

llevará a cabo por una empresa de Alcalá de Guadaira (Sevilla). Los precios de

ambos tipos de envases son:

- Lata de hojalata de ½ Kg: 19 pta.

- Tarro de cristal 3 Kg (incluido cierre de hojalata): 100 pta.

En cuanto a las etiquetas, su precio es de 3 pta/etiqueta y se adquirirán en una

imprenta de Palma del Río (Córdoba).

3.2 Necesidades diarias de cada ingrediente y plan de abastecimiento.

El abastecimiento y las necesidades diarias de cada ingrediente según las dos

formulaciones de ingredientes se resumen en la tabla nº1.


11

Tabla nº1.- Necesidades diarias y sistema de abastecimiento de los distintos

ingredientes según cada fórmulación.

Necesidades medias

(Kg día-1)Suministro

Frutas Melocotón

Pera

Mandarina

8.000

Las frutas se

suministran en

camiones

semanalmente.

Azúcar (*) 868

Sacos en

camiones

mensualmente.

Ácido cítrico (*) 7

6 bidones de

plástico de 50 Kg

bimensualmente.

(*) Las necesidades de estos ingredientes se calculan teniendo en cuenta las formulaciones para los

dos formatos de envase y suponiendo que a la cantidad de fruta llegada a la industria se le han

restado las pérdidas ocasionadas en cada una de las operaciones a las que van a ser sometidas

(anejo “Balance de Materias Primas”), de forma que las proporciones se calculan teniendo en

cuenta la cantidad de fruta que va a envasarse y no la cantidad de fruta que entra en la línea de

elaboración.


12

3.3 Sistemas de compra-venta.

Un problema especial de las industrias agrarias deriva de las peculiaridades

de la materia prima, como son su carácter perecedero y la estacionalidad de la

producción.

Esto se acentúa en nuestro caso para el melocotón, que como se ha visto,

aparte de recolectarse durante un corto período de tiempo (pocas semanas), no

permite conservación frigorífica. Así, para la adquisición de materias primas, la

industria agraria debe entrar en contacto con el agricultor. La compraventa se realiza

a través de contratos de suministro.

En los contratos de compra-venta deben especificarse:

- Situación de la mercancía: Ya sea sobre el almacén del agricultor, sobre

almacén comprador, sobre almacén zona, sobre muelle fábrica, sobre

camión origen, sobre camión destino, salida de almacén, etc. Cada una de

estas especificaciones indica por cuenta de quien son los distintos gastos

de transporte, carga, descarga, etc. El sistema utilizado varía según una

serie de factores tales como costumbres, disponibilidad de medios de

transporte por parte de compradores y vendedores, etc.

- Fecha de entrega de la mercancía: Es muy importante sobre todo en

productos perecederos y con grandes oscilaciones de precios. Así, el

contrato puede establecerse para la entrega inmediata de la mercancía,

para la entrega en un período posterior (entrega diferida o aplazada) o

para la entrega de una forma escalonada en períodos posteriores.

- Precio de compra-venta: Es una cláusula muy importante, sobre todo en

los contratos de entrega diferida, pueden establecerse varios sistemas,

precio fijo preestablecido, precio fijo con aumentos progresivos, precio

de mercado, sistemas intermedios entre precio fijo y precio de mercado.


13

- Forma de pago.

- Envase a utilizar: Muy importante en los contratos de entrega escalonada,

en los que se debe concretar el plan de suministro y devolución de

envases.

- La forma de presentación y la calidad del producto.

- Peso: Es necesario especificar si el peso se refiere al peso bruto (peso

total de una partida incluyendo el envase) o al peso neto (peso bruto

menos la tara correspondiente al envase).

Anejo III BALANCE DE MATERIAS PRIMAS

1

1.- INTRODUCCIÓN.

En el presente anejo se va a realizar un balance de los input/output de

materias primas involucradas en el proceso de fabricación de fruta en almíbar, con el

objeto de poder llevar a cabo un estudio económico-financiero de rentabilidad de la

actividad industrial, y tratar de orientar a la Dirección Técnica en la planificación de

compras de materia prima, en el proceso productivo y en la realización de las ventas

de producto.

El proceso de elaboración comienza con la incorporación a la línea de

elaboración de 1.000 Kg h-1 de frutas procedentes del campo directamente, o bien

del almacén frigorífico. En las operaciones sucesivas se van a producir pérdidas

debidas al mal estado de la materia prima, que será desechada, y a la obtención de

subproductos. También se van a producir ganancias por la introducción de nuevos

ingredientes, agua, azúcar y ácido cítrico.

Al llevarse a cabo la elaboración de fruta en almíbar con distintos tipos de

fruta, la generación de residuos dependerá de las características del tipo de fruta que

se esté empleando, de forma que será necesario hacer una distinción para cada una

de las materias primas que se utilicen.

Al final de este anejo, en el apartado de balance de producto elaborado, se

dispone un cuadro-resumen con las necesidades iniciales de materia prima y con la

composición final de cada fórmula de producto a elaborar.


2

2. BALANCE DE MATERIAS PRIMAS.

2.1 Consideraciones generales sobre el abastecimiento.

Como se especifica en el anejo “Materias Primas”, los tipos de fruta a utilizar

en la elaboración de fruta en almíbar poseen las características de las frutas para

transformación, estando catalogadas en su mayoría como variedades de fruta para

industria.

La calidad de las frutas a la hora de su procesado depende de diversos

factores, como pueden ser:

- Variedad.

- Estado y calidad inicial.

- Manipulación y transporte desde el campo.

- Condiciones de almacenamiento hasta la hora de su procesado.

Se procurará que las pérdidas previas al procesado sean mínimas; para ello se

recomendarán frutas en el estado fisiológico óptimo, es decir, que no están

excesivamente maduras; y con una piel en buenas condiciones, dado que una piel

dañada o débil se traduce en un mayor riesgo de contaminación, además de

aumentar las pérdidas por evaporación. Así para evitar en todo lo posible este factor

indeseable, se realizará una selección a nivel de campo y otra más minuciosa a la

entrada del producto a la cámara frigorífica, con objeto de desechar aquellas frutas

no sanas que supongan un riesgo de contaminación para las restantes.

Aún así, durante el transporte y durante la conservación de la fruta en la

cámara frigorífica (en caso de ser necesaria), son inevitables las pérdidas de

humedad y de otros compuestos, así como las variaciones en el estado fisiológico


3

(favorable en ciertos casos cuando el fruto no está lo suficientemente maduro)

debidas a la evaporación de agua y a la respiración de las frutas. También se

producen por alteraciones de hongos y bacterias.

En la cámara frigorífica, las pérdidas de agua en unas condiciones de

temperatura, humedad y ventilación correctas, se cifran en un 1% durante el primer

mes y 0,4% en los siguientes meses. Teniendo en cuenta que el tiempo de

permanencia de la fruta en la cámara frigorífica de la industria proyectada, según se

especifica en el anejo “Instalación Frigorífica” no es nunca superior a 15 días

(escaso tiempo de permanencia en ella) se pueden considerar despreciables las

pérdidas de materia durante el período de conservación en la cámara.

No obstante, para una correcta conservación de la fruta en la cámara han de

tenerse en cuenta factores como:

1º) El grado de ventilación ha de ser adecuado a las necesidades de calor en

cada momento. Una baja ventilación reduce las pérdidas por evaporación. Pero por

otro lado, ésta es necesaria ya que disminuye las pérdidas por respiración, al tener

lugar durante ésta, un consumo de O2 y de carbohidratos con emisión de CO2, agua y

calor, dependiendo de factores como la temperatura, el grado de madurez de la fruta,

su contenido en azúcares, etc. También, una buena ventilación disminuye las

pérdidas por hongos y bacterias.

2º) La temperatura, que ha de ser baja, ya que favorece la acumulación de los

azúcares. Es el factor que más determinantemente influye en el estado fisiológico del

fruto.

3º) Una humedad adecuada según el tipo de fruta. En la cámara proyectada

será del 90%, según las consideraciones que se expondrán en el anejo “Instalación

Frigorífica”.


4

4º) La presencia de agentes químicos que pueden favorecer a la

conservación.

La composición química, también se ve afectada durante el almacenamiento,

existiendo un equilibrio entre la temperatura y la cantidad de azúcares, que no

merece la pena tomar en consideración dado el escaso tiempo de permanencia de las

frutas en la cámara frigorífica.

2.2 Estado de las frutas antes de su incorporación al proceso de elaboración.

Las frutas que van a ser incorporadas a las líneas de elaboración presentan la

composición que se muestra a continuación, pudiendo ésta fluctuar según la época

del año y la variedad (tabla nº1).


5

Tabla nº1.- Composición media de las frutas.

PRODUCTO Mandarina Melocotón Pera

Rico en V M, V V

Energía Kcal 45 39 46

Proteínas (g) 0,6 0,7 0,6

Grasas totales (g) 0,2 0,1 0,4

Grasas (g) + + +

Metabolizables (g) 10,2 8,7 10,0

Nutrientes

principales

HCFibra (g) 2,0 1,4 3,0

Agua (g) 86,7 87,5 85,0

Colesterol (mg) (0) (0) (0)

Na (mg) 2 1 2

K (mg) 210 204 128

Ca (mg) 37 8 9

P (mg) 19 21 13

Mg (mg) 11 9 8

Fe (mg) 0,4 0,5 0,3

Minerales

F (mg) 0,01 0,02 0,01

A (µg) 57 73 5

E (mg) * 0,6 0,4

B1 (mg) 0,06 0,03 0,03

B2 (mg) 0,03 0,05 0,04

B3 (mg) 0,2 0,9 0,2

B6 (mg) 0,02 0,03 0,02

Vitaminas

C (mg) 32 10 5

+ Trazas V Vitaminas * Sin datos

(0) Prácticamente inexistente M Minerales

Nota: Los datos están referidos a 100 g de alimento ingerido.


6

2.3 Flujos de materia en la línea de proceso hasta la obtención de la fruta en

almíbar.

A continuación se va a realizar un balance de los flujos de materia en cada

uno de los equipos utilizados para la producción de fruta en almíbar.

2.3.1 Selección.

En la selección se desechan aquellas frutas que presenten heridas,

podredumbres, etc., y las que no hayan alcanzado el grado óptimo de madurez serán

recogidas en una caja y devueltas a la cámara frigorífica.

Dado que se ha realizado una selección previa a nivel de campo y se cuenta

con materia prima de buena calidad, las pérdidas en esta operación se cuantifican, en

general para todas las frutas, en un 3%. Se tendrá por tanto:

- Entrada a la mesa de selección: 1.000 Kg h-1.

- Salida de la mesa de selección: 970 Kg h-1.

2.3.2 Lavado.

En el lavado energético de las frutas se eliminan impurezas que pudieran

ocasionar daños en los siguientes equipos. En base al grado de limpieza en el

abastecimiento, las pérdidas bajo este concepto se cifran, en general para todas las

frutas, en un 1%. Esto supone:

- Entrada a la lavadora: 970 Kg h-1.

- Salida de la lavadora: 960 Kg h-1.


7

2.3.3 Pelado.

Melocotones, peras y mandarinas se someten a un proceso de pelado al

vapor. El producto es tratado a alta presión, de manera que se produce una cocción

superficial que debilita la unión de la piel a la carne. A continuación, la exposición a

presión atmosférica produce un despegado de la corteza favoreciéndose su

eliminación con las duchas de agua fría a alta presión. Las pérdidas se estiman en un

máximo del 10%.

- Entrada a la peladora: 960 Kg h-1.

- Salida de la peladora: 864 Kg h-1.

El pelado de los segmentos o gajos de mandarina se lleva a cabo en dos

etapas, la primera consiste en un tratamiento ácido para hidrolizar las sustancias

pécticas contenidas en el albedo, posterior al pelado al vapor que ha eliminado la

piel, completándose con un segundo tratamiento alcalino para disgregar y eliminar el

resto de la piel. Las pérdidas en el conjunto de operaciones de pelado de mandarina

se estiman en un máximo del 20%.

- Entrada a la peladora: 960 Kg h-1.

- Salida de la peladora: 768 Kg h-1.

2.3.4 Deshuesado.

Esta operación se realiza únicamente en melocotón para la elaboración de

mitades en almíbar. Las pérdidas ocasionadas en esta operación se estiman en un

12%.

- Entrada en la deshuesadora: 864 Kg h-1.

- Salida de la deshuesadora: 760 Kg h-1.


8

2.3.5 Partido.

Esta operación se realiza únicamente en pera para la elaboración de mitades

en almíbar. Las pérdidas que se ocasionan en esta operación se estiman en un 6%.

- Entrada en la deshuesadora: 864 Kg h-1.

- Salida de la deshuesadora: 812 Kg h-1.

2.3.6 Escaldado.

La temperatura y tiempo de escaldado se determinarán en el anejo

“Instalación de Vapor”. Las temperaturas no suelen ser muy elevadas y los tiempos

suelen ser cortos, de forma que las pérdidas no son elevadas y pueden considerarse

despreciables.

2.3.7 Resto de operaciones.

Las pérdidas en el resto de operaciones se suponen despreciables.

2.4 Adición de otros ingredientes.

La formulación de ingredientes para 1000 Kg h-1 de fruta llegada a la

industria a proyectar, es distinta para cada presentación y formato de envase:


9

• Gajos de mandarina Envase de ½ Kg

Pérdidas de fruta: 23%

- Fruta .........1.000 Kg h-1 770 Kg h-1

- Agua ....................................... 513,2 Kg h-1

- Azúcar .................................... 99 Kg h-1

- Ácido cítrico .......................... 0,8 Kg h-1

TOTAL 1.383 Kg h-1

• Melocotón mitades Envase de ½ Kg


- Fruta .........1.000 Kg h-1 760 Kg h-1

- Agua ....................................... 506,5 Kg h-1

- Azúcar .................................... 97,7 Kg h-1


TOTAL 1.365 Kg h-1

• Pera mitades Envase de ½ Kg


- Fruta .........1.000 Kg h-1 810 Kg h-1

- Agua ....................................... 540 Kg h-1

- Azúcar .................................... 104,1 Kg h-1


TOTAL 1.455 Kg h-1

- Pérdidas

- Pérdidas

- Pérdidas


10

• Melocotón y pera enteros Envase de 3 Kg


- Fruta .........1.000 Kg h-1 860 Kg h-1

- Agua ....................................... 767,2 Kg h-1

- Azúcar .................................... 162,8 Kg h-1


TOTAL 1.792 Kg h-1

3. BALANCE DEL PRODUCTO ELABORADO.

Para realizar un balance del producto elaborado se tendrán en cuenta las

materias primas utilizadas y la cantidad de producto final obtenido.

En la tabla nº2, se ha realizado una distribución de necesidades por especies,

teniendo en cuenta que la producción de pera y mandarina en almíbar se llevará a

cabo durante cuatro meses al año cada una y la de melocotón en almíbar tres meses

al año.

Tabla nº2.- Necesidades de fruta.

PRODUCTO


Kg h-1 1.000 1.000 1.000

REQUERIMIENTOS

tn/año 727,3 545,4 727,3

- Pérdidas

Total: 2.000 tn/año.


11

La cantidad de todas las materias primas requeridas durante un año de

funcionamiento de la industria se reflejan en la tabla nº3.

Tabla nº3.- Necesidades de materias primas.

NECESIDADES (Kg)

Feb→May Jul → Sept Oct → Ene


Gajos Mitades Entero Mitades Entera

NECESI-

DADES

(tn/año)

Fruta 727.272,8 436.363,5 109.090,8 581.818 145.454,4 2.000

Agua 373.236,4 221.019 83.694 314.181,6 111.592 1.103,7

Azúcar 72.000 42.633 17.760 60.568 23.680 216,6

Ácido

cítrico581,6 349,2 142 524 189,2 1,8

Total 1.173.090,8 700.364,7 210.686,8 957.091,6 280.915,6 3.322

Como se ve en la tabla anterior, la cantidad total de todos los ingredientes

asciende a 3.322 tn/año.

En cuanto al producto elaborado, se obtendrán frutas en almíbar de tres tipos,

las cantidades de cada una de ellas se reflejan en la tabla nº4.


12

Tabla nº4.- Producción anual de fruta en almíbar.

PRODUCCIÓN ANUAL DE FRUTA EN ALMÍBAR

(tn/año)


Total

(tn/año)

Gajos Mitades Entero Mitades Entera

1.006 596 195 847 261 2.905

Así pues se produce un total de 2.905 tn de producto al año, que frente a las

3.322 tn de ingredientes invertidos en la industria a proyectar, supone unas pérdidas

globales anuales de aproximadamente el 12,5 %. El producto elaborado es envasado

en latas de ½ Kg y tarros de cristal de 3 Kg y se encuentra repartido a lo largo del

año como se muestra en la tabla nº5.

Tabla nº5.- Calendario de producción de fruta en almíbar.

MESES FRUTA PROD/MES UNID/DÍA

Feb, Mar, Abr, May Mandarina Gajos 251 tn 26.343

Mitades 198 tn 26.000Julio, Agosto, Sept. Melocotón

Enteros 65 tn 5.408

Mitades 212 tn 27.715Oct, Nov, Dic, Enero Pera

Enteras 65 tn 5.408

Por tanto se tendrán a lo largo del año para cada una de las frutas:

• Mandarina: Febrero → Mayo.

- Latas de gajos de mandarina en almíbar: 2.394.579.


13

• Melocotón: Julio → Septiembre.

- Latas de mitades de melocotón en almíbar: 1.773.200.

- Tarros de cristal de melocotones enteros en almíbar: 11.867.

• Peras: Octubre → Enero.

- Latas de mitades de pera en almíbar: 2.519.294.

- Tarros de cristal de peras enteras en almíbar: 15.817.

El número de cajas por palet así como su distribución será variable en

función del formato de envase:

Ø Las latas serán introducidas en cajas de 12 unidades de dimensiones:

23 ⋅ 15 ⋅ 22 cm. Las cajas se irán incorporando a palets de

100 ⋅ 120 cm, esto supone que admite 210 cajas (7 cajas en altura y

30 cajas en planta).

Ø Los tarros de cristal serán introducidos en cajas de 6 unidades de

dimensiones: 42 ⋅ 24 ⋅ 22 cm. Las cajas se almacenarán también en

palets tipo P10, de forma que se admite 63 cajas (7 cajas en altura con

base de 9 cajas).

El número de palets diarios que se producen varía en función del formato de

envase y de la fruta incorporada a la línea de elaboración. Aproximadamente se

obtendrán:

• Mandarina: Febrero → Mayo.

- Gajos de mandarina en almíbar: 11 palets.

• Melocotón: Julio → Septiembre.

- Mitades de melocotón en almíbar: 11 palets.

- Melocotones enteros en almíbar: 15 palets.


14

• Peras: Octubre → Enero.

- Mitades de pera en almíbar: 11 palets.

- Peras enteras en almíbar: 15 palets.

Estos palets irán entrando en el almacén; allí esperarán durante un tiempo de

una cuarentena, y tras un análisis de calidad sensorial y microbiológico serán

comercializados.

Anejo V PARAMETROS DE ESTERILIZACION

1

1. INTRODUCCION.

La esterilización es aquella operación unitaria en la que los alimentos son

calentados a una temperatura suficientemente elevada durante un tiempo suficiente

como para destruir en los mismos toda actividad microbiana y enzimática, así como

todas las formas esporuladas, de manera que queden estabilizados para una vida útil

superior a 6 meses.

La esterilización de alimentos envasados provoca paralelamente cambios

sustanciales en su valor nutritivo y en sus características sensoriales, mencionados

con anterioridad en el anejo “Control de Calidad”. Se realizan por tanto mejoras en

los procesos tecnológicos de esterilización encaminadas a reducir estos efectos no

deseados.

Para que con el proceso de esterilización se produzcan los resultados, la

carga microbiana inicial del producto se ha debido mantener lo más baja posible,

mediante las adecuadas medidas de higiene durante su manejo y preparación y con

el escaldado a que se les ha sometido. Cualquier fallo en estos procesos

incrementaría la tasa de contaminación inicial y, como la destrucción es logarítmica,

aumentaría el número de envases alterados.

2. ELECCIÓN DEL SISTEMA DE ESTERILIZACIÓN.

La elección del sistema de esterilización depende de las características del

producto a tratar y de los objetivos respecto a la destrucción de los

microorganismos. Dado que el pH del producto es inferior a 4,5, la esterilización

puede realizarse a una temperatura del orden de 100 a 105ºC. Interesa, no obstante,

un tiempo de tratamiento corto que afecte lo menos posible a las características


2

sensoriales del producto. Al usar envases de vidrio, es preciso realizar un

precalentamiento, que evite un shock térmico excesivo, que a su vez se utilizará

también para los envases de hojalata.

2.1 Autoclave.

Se van a utilizar autoclaves horizontales de tipo discontinuo, que permitirán

la esterilización del producto contenido tanto en tarros de cristal como en envases de

hojalata, mediante vapor saturado a 116ºC.

Los autoclaves horizontales ocupan más espacio en planta que los verticales,

pero su carga y descarga es más sencilla, realizándose ésta por medio de carros de

autoclave, y están especialmente indicados para grandes producciones. Los tiempos

de permanencia son relativamente cortos y permiten un control preciso de los

parámetros de esterilización, obteniéndose productos de calidad uniforme.

Se dispondrán dos autoclaves horizontales, cuyo cálculo aparece en el

apartado “Capacidad y consumo del autoclave”. Cada uno de ellos consta de una

carcasa metálica resistente a la presión, provista de entradas de vapor, agua y aire y

con bocas de salida para escape de aire durante la puesta en marcha del autoclave, y

para su drenado al final del ciclo.

A un lado de la carcasa aparece un cuadro de instrumentos: termómetro,

sonda registro de temperatura y manómetro. Para conseguir un movimiento

adecuado del vapor alrededor de los instrumentos dispone de un suministro

constante de vapor. Los autoclaves horizontales presentan la diferencia, con respecto

a los verticales, de que la puerta se localiza en el extremo de la máquina, la cual se

encuentra engoznada y asegurada a la carcasa durante el tratamiento mediante

tornillos. Uno de los tornillos suele ser un tornillo de seguridad diseñado para


3

permitir el escape de cualquier exceso de presión que pudiera haberse dejado

inadvertidamente en el interior del autoclave al final del proceso, cuando se suelta la

tapadera.

El ciclo operativo consiste en la puesta en marcha del aparato hasta una

temperatura de 100ºC, posteriormente se deja salir vapor del autoclave para eliminar

el aire del interior (purga) y antes de que finalmente se alcance la presión y

temperatura de tratamiento. La dificultad en aparatos de este tipo radica en mantener

una calefacción uniforme evitando las bolsas de aire que pueden dar lugar a botes

subesterilizados. Por todo ello se recomienda:

• Control de temperatura (se recomienda además del registrador, un termómetro de

mercurio a fin de poder conocer en todo momento si la temperatura se mantiene

en los valores previstos).

• Un eficaz diseño de los distribuidores de vapor.

• Una efectiva y total purga: El vapor se admite por la parte superior y el aire se

purga cuidadosamente por la parte inferior (no se debe realizar a la inversa ya

que la masa específica del vapor de agua es netamente inferior a la del aire),

también es necesaria una purga continua del agua condensada.

• Control del tiempo de puesta a régimen, el tiempo de permanencia a la

temperatura de esterilización y el de enfriado posterior.

Al final del tratamiento, se deja salir el vapor y se introduce en el interior de

la carcasa una mezcla de agua refrigerante y de aire para enfriar las latas. La

finalidad del aire consiste en mantener la presión en el autoclave tras la

condensación del vapor residual después de la introducción inicial de agua

refrigerada. Si no se mantiene esta presión pueden romperse los recipientes como

resultado del desequilibrio de presión que se establece entre la presión interna de los

botes y el autoclave. Según desciende la temperatura, la presión del interior del


4

autoclave puede ser controlada y reducida gradualmente hasta igualarla con la

presión atmosférica y puede permitirse el flujo de agua a través del autoclave,

refrigerando los tarros hasta una temperatura de 40ºC antes de sacarlos del aparato.

Los botes pueden ser extraídos del autoclave a esta temperatura ya que así se

favorece el secado rápido de la superficie de los botes mediante evaporación

reduciendo así el riesgo de alteración de fugas. El modo preferido de introducir el

agua será por pulverización hasta que se alcance la temperatura deseada.

3. PARÁMETROS DE ESTERILIZACIÓN.

El tiempo de esterilización de un alimento depende de los siguientes factores:

- Termorresistencia de los microorganismos presentes.

- Parámetros de esterilización a aplicar en base a los

microorganismos presentes (F0, D, z, n).

- pH del alimento: Al ser un producto con pH ácido el

tratamiento al que se le deberá someter será más suave.

- Tamaño y tipo de envase: Tarros de cristal y envases de

hojalata.

- Estado físico del alimento.

Por otro lado, para determinar el tiempo de tratamiento, hasta alcanzar la

esterilidad comercial, es necesario conocer la termorresistencia, tanto de los

microorganismos como de los enzimas presentes en el producto en cuestión, así

como disponer de datos sobre la velocidad de penetración del calor en el envase

durante dicho tratamiento.


5

3.1 Termorresistencia de los microorganismos.

El alimento que se va a tratar es moderadamente ácido (pH 3,7–4,5) por lo

que para calcular el tiempo y temperatura de tratamiento es necesario conocer las

características de los microorganismos (mohos y levaduras principalmente) y de las

enzimas termorresistentes. Éstos son los siguientes:

• Levaduras:

* Clase Eumicetos. Los géneros más importantes son:

- Saccharomyces

- Torulopsis

Sus esporas y formas vegetativas son poco resistentes al calor.

• Mohos:

* Clase Eumicetos. Los géneros más importantes son:

- Aspergillus

- Penicillium

- Oospora

- Mucor

Fácilmente destruíble con temperaturas próximas a 100ºC.

• Enzimas:

* Unión de:

- Proteína: responsable de la especificidad de la

transformación.

- Cofactor: responsable de la naturaleza de la transformación.

La mayor parte de las enzimas de origen vegetal se inactivan a

una temperatura inferior a 100ºC.

Como la termorreducción de los microorganismos sigue un curso

logarítmico, la esterilidad total es imposible de alcanzar, aunque el tiempo de


6

esterilización se prolongue al infinito. Sin embargo, teniendo en cuenta su

termorresistencia y la temperatura y tiempo de tratamiento, se puede calcular la

probabilidad de supervivencia de un único microorganismo por cada 10.000 Kg de

producto. Ello lleva al concepto de esterilidad comercial, que es el riesgo de

alteración que el industrial está dispuesto a asumir. La estabilidad significa, por

tanto, que la gran mayoría de los envases son estériles pero que existe, no obstante,

la probabilidad de que alguno de ellos, algún microorganismo no patógeno

sobreviva al tratamiento. Esta probabilidad de supervivencia se halla determinada

por el tipo de microorganismo eventualmente presente en la materia prima.

Con objeto de compaginar el número de envases alterados y la calidad

nutritiva y sensorial del alimento se aplicará un valor equivalente a 5D.

3.2 Velocidad de destrucción térmica.

Cuando se lleva una suspensión de microorganismos a una temperatura letal,

se produce en función del tiempo una disminución de la población microbiana capaz

de reproducirse en condiciones normales. Esta temperatura letal es función del tipo

de microorganismo y del medio.

El fenómeno de destrucción térmica es análogo a una reacción

monomolecular u operación para la cual el factor de potencialidad es la misma

población microbiana. Su expresión da el grado de destrucción bacteriana para

temperaturas variables en el tiempo, y es la siguiente:

siendo:

Nm0 → Población microbiana inicial.

∫θ θ

==0

0

D

d

Nm

Nmlogn


7

Nm → Población microbiana final.

D → Tiempo, en segundos, que es necesario para reducir la población

microbiana a la décima parte. Para los microorganismos en cuestión

se tomará D65=35 segundos. Este parámetro no es constante, y

depende del tipo de microorganismo y del medio.

U → Tiempo de tratamiento (segundos).

Entre los factores que influyen en la velocidad de destrucción térmica, y que

interesan conocer para la esterilización de la “fruta en almíbar” se encuentran los

siguientes:

- Composición del medio: El pH del medio determina la presencia

de un tipo determinado de microorganismo. Cuando el pH es

menor de 4,5, la duración de la esterilización disminuye, sin

embargo la adición de sacarosa aumenta la resistencia de los

microorganismos.

- Temperatura y su relación con el tiempo: Conforme se aumenta la

temperatura de esterilización, disminuye el tiempo de tratamiento

necesario para conseguir el mismo efecto, con lo que a la vez, no

se dañan otros principios nutritivos del alimento. Así:

siendo:

z → Elevación de temperatura necesaria para reducir el valor

de D a la décima parte. Para mohos y levaduras se

considerará z=10ºC, al igual que en las enzimas, aunque

en ellas puede variar ampliamente (5-40ºC).

ztt

D

Dlog 12

t

t

2

1 −=


8

3.3 Velocidad de penetración del calor.

La transferencia de calor se efectúa a través de las paredes del recipiente,

entre el fluido que calienta y el producto, en el que existen corrientes de convección.

Éstas son lo suficientemente importantes como para que se pueda considerar una

temperatura media del contenido del envase a una cierta distancia de las paredes.

Los siguientes factores influyen de forma importante en la velocidad de

penetración de calor al alimento:

- Tipo de producto: Los productos pastosos o particulados, en los que se

establecen corrientes de convección natural, se calientan más rápido.

- Tamaño del envase: Al tratarse de envases de tamaño medio (1/2 Kg) y

de tamaño grande (3 Kg), la penetración no va a ser rápida, y aún menos

en el envase de 3 Kg.

- Agitación del envase: Si se realiza una agitación o inversión de los

envases, se favorece el calentamiento; en el proyecto en cuestión no se

llevará a cabo por el peligro de rotura de los envases de cristal.

- Temperaturas: Un mayor salto térmico entre el alimento y el medio de

calentamiento hace la penetración de calor más rápida.

- Forma y tipo de envase: Los envases más altos favorecerán el

calentamiento del alimento, sin embargo la conductividad del vidrio es

menor a la del metal.

La velocidad de penetración se medirá mediante registradores de temperatura

miniaturizados cuyo termopar se coloca en el centro térmico (punto frío, esto es, el

punto situado en el eje geométrico longitudinal, a un tercio de su altura) del envase.

Dadas las dimensiones del envase y características del producto, la temperatura en el

centro se alcanza relativamente rápido. El enfriamiento es también muy rápido ya


9

que se opera a temperaturas elevadas. Hay que tener en cuenta la acción aislante del

espacio vacío que se encuentra en la parte superior y la de la tapa metálica, en el

caso de envases de cristal.

3.4 Cálculo del tiempo de esterilización.

Se calculará el tiempo de esterilización para los dos tipos de envases.

3.4.1 Envases de cristal.

El producto que se encuentra inicialmente a 70ºC, se va a esterilizar en

autoclave a 116ºC. Para calcular el tiempo de tratamiento se precisa conocer la curva

de penetración de calor, por lo que, dado que ésta se halla experimentalmente. Se

tomarán como datos orientativos aquellos obtenidos de una curva de penetración de

calor de unos tarros de conserva vegetal de vidrio. Las temperaturas orientativas, a

los 10 y 20 minutos, son:

T10 min = 79ºC

T20 min = 107,64ºC

Se admite que después de 10 minutos se encuentra en un período en el que el

logaritmo de la diferencia de temperatura entre el autoclave y el centro del bote

evoluciona linealmente en el tiempo. Se desprecia la acción letal en el curso del

enfriamiento.

Con estos datos se puede construir la tabla nº1.


10

Tabla nº1.- Parámetros de esterilización(θ, t, Dt, 1/Dt) – envases de cristal.

θθ (s) t (ºC) Dt (s) 1/Dt (s-1)

0 70 11,07 0,09

600 79 1,39 0,71

720 86 0,28 3,59

840 93,71 0,05 21,28

960 99,93 0,01 90,91

1080 104,41 4,01 ⋅ 10-3 249,44

1200 107,64 1,91 ⋅ 10-3 524,66

1320 110 1,11 ⋅ 10-3 904,16

1440 111,65 7,57 ⋅ 10-4 1.321,18

1560 112,87 5,72 ⋅ 10-4 1.749,48

1680 113,70 4,72 ⋅ 10-4 2.118,20

1800 114,37 4,05 ⋅ 10-4 2.471,58

1920 114,80 3,66 ⋅ 10-4 2.728,51

2040 115,15 3,38 ⋅ 10-4 2.957,70

2160 115,38 3,21 ⋅ 10-4 3.118,18

2280 115,56 3,08 ⋅ 10-4 3.250,98

Se considera como valor de referencia Dt1=35 segundos a t1=65ºC:

Representando 1/D en función del tiempo, se obtiene la gráfica nº1.

(s)

10

35D

ztt

D

Dlog

10

65tt12

t

t

22

2

1

−=⇒−=


11

Gráfica nº1.- Representación 1/Dt vs θ - envases de cristal.

Dado que la reducción total es de Nm=10-5⋅Nm0, se tiene n=5. En la gráfica

se obtiene un tiempo necesario para este grado de reducción igual a 15 minutos.

3.4.2 Envases de hojalata.

Para el caso de los envases de hojalata, consideramos una temperatura inicial

del producto de 60ºC (menor que para envases de cristal), puesto que este material

tiene un valor de inercia térmica menor que el cristal y tras el tratamiento de

escaldado se enfriará más.

Para calcular el tiempo de tratamiento se tomarán como datos orientativos

aquellos obtenidos de una curva de penetración de calor de unas latas de hojalata de

conserva vegetal. Se tienen como temperaturas orientativas, a los 10 y 20 minutos:

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 600 720 840 960

n=5

1D

(s-1)

θθ (s)


12

T10 min = 92ºC

T20 min = 112ºC

Con estos datos se puede construir la tabla nº2.

Tabla nº2.- Parámetros de esterilización(θ, t, Dt, 1/Dt) – envases de hojalata.

θθ (s) t (ºC) Dt (s) 1/Dt (s-1)

0 60 110,68 0,01

600 92 0,055 14,3

720 104,58 3,86 ⋅ 10-3 259,07

840 108,23 1,63 ⋅ 10-3 602,41

960 112 6,98 ⋅ 10-4 1.432,66

1080 112,78 5,84 ⋅ 10-4 1.712,33

1200 113,69 4,73 ⋅ 10-4 2.114,16

1320 114,25 4,16 ⋅ 10-4 2.403,85

1680 115,12 3,41 ⋅ 10-4 2.932,55

1440 115,89 2,85 ⋅ 10-4 3.508,77

Representando 1/D en función del tiempo, se obtiene la gráfica nº2.


13

Gráfica nº2.- Representación 1/Dt vs θ - envases de hojalata.

En la gráfica se obtiene un tiempo necesario para un grado de reducción n=5

igual a 11 minutos. Este tiempo es menor que en el caso anterior debido a que la

conductividad térmica de la hojalata es mayor que la del cristal y por tanto se

calienta más rápido que éste.

3.5 Cálculo del baremo de esterilización.

Conocido el tiempo necesario de tratamiento, se van a calcular los

parámetros de esterilización, para cada tipo de envase, siguiendo el método descrito

por Stumbo (1.973).

El baremo de esterilización, F0 es indicativo del tratamiento de esterilización.

Nunca debe ser menor a 2 e interesa dejar un margen de seguridad.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 600 720 840

n=5

θθ (s)

1D

(s-1)

θθ (s)


14

3.5.1 Envases de cristal.

Si el tiempo de tratamiento necesario es de 15 minutos, suponiendo que el

autoclave tarda 10 minutos en alcanzar la temperatura de esterilización, de los cuales

durante un 40%, el producto se halla con capacidad letal, el tiempo de tratamiento se

ajusta de la siguiente manera:

B = 15 + 0,4 ⋅ 10 = 19 minutos

siendo:

B → Tiempo total de tratamiento en minutos.

El método hace uso de la siguiente fórmula:

y asume las siguientes consideraciones en el proceso de calentamiento:

fh → Tiempo en que la gráfica de calor tarda en atravesar un ciclo

logarítmico, siendo igual a 10 minutos.

jh → Factor “retraso”, que se halla por extrapolación en la curva de

calentamiento para hallar la temperatura pseudoinicial (θsi=59,75ºC).

Puede calcularse así:

Ih → Diferencia entre la temperatura de esterilización (θ=116ºC) y la

temperatura inicial del producto (θi=70ºC). Ih=46ºC.

g → Diferencia entre la temperatura de esterilización (θ) y la temperatura

final del producto (θf). El valor de g depende de:

g

I jlogfB hh

h=

22,1I

jh

sih =θ−θ=


15

- El tiempo de muerte térmica del microorganismo para el que

se calcula el proceso.

- La pendiente fh de la gráfica de calentamiento.

- El valor z del microorganismo en cuestión (z=10).

- Diferencia entre la temperatura de esterilización y del agua

de enfriamiento.

Sustituyendo todos los datos en la fórmula propuesta por tal método, se

obtiene el siguiente valor:

g = 0,920

Se define a continuación jc, un factor similar a jh pero en el proceso de

enfriamiento, como el tiempo en que la curva de enfriamiento atraviesa un ciclo

logarítmico. Se supone jc=1,8. Con este valor se obtiene fh/U en la tabla nº3, al estar

relacionado con g.


16

Tabla nº3.- Algunos valores fh/U y g para z=10 y jc=0,4-2,0.

Valores de g para los siguientes valores jc

fh / U 0,40 0,80 1,00 1,40 1,80 2,00

0,50 0,0411 0,0474 0,0506 0,0570 0,0602 0,0665

0,60 0,0870 0,102 0,109 0,123 0,138 0,145

0,70 0,150 0,176 0,189 0,215 0,241 0,255

0,80 0,226 0,267 0,287 0,328 0,369 0,390

0,90 0,313 0,371 0,400 0,458 0,516 0,545

1,00 0,408 0,485 0,523 0,600 0,676 0,715

2,00 1,53 1,80 1,93 2,21 2,48 2,61

3,00 2,63 3,05 3,26 3,68 4,10 4,31

4,00 3,61 4,14 4,41 4,94 5,48 5,75

5,00 4,44 5,08 5,40 6,03 6,67 6,99

10,00 7,17 8,24 8,78 9,86 10,93 11,47

20,00 9,83 11,55 12,40 14,11 14,97 16,68

30,00 11,5 13,6 14,6 16,8 18,9 19,9

40,00 12,8 15,1 16,3 18,7 21,1 22,3

50,00 13,8 16,4 17,7 20,3 22,8 24,1

100,00 17,6 20,8 22,3 25,4 28,5 30,1

500,00 26,0 30,6 32,9 37,5 42,1 44,4

Adaptado de Stumbo (1.973)

Así:

El tiempo de muerte térmica a la temperatura de autoclave se describe por el

símbolo U y, siendo fh=10 minutos, se obtiene U=9,01. Este parámetro está a su vez

11,1Ufh =


17

relacionado con F0 y F1 por la siguiente expresión:

U = F0 F1

siendo:

F1 → Parámetro relacionado con la temperatura de tratamiento y el valor z, y

se obtiene de la tabla nº4.

Tabla nº4.- Valores de F1 correspondientes a diversas temperaturas de tratamiento

(inferiores a 121ºC).

Valor de z

121-t (ºC) 4,4ºC 6,7ºC 8,9ºC 10ºC 11,1ºC 12ºC

5,0 10,66 5,084 3,433 2,365 2,619 2,471

5,6 17,78 6,813 4,217 3,594 3,162 2,848

6,1 23,71 8,254 4,870 4,084 3,548 3,162

6,7 31,62 10,00 5,623 4,642 3,981 3,511

7,2 42,17 12,12 6,494 5,275 4,467 3,899

7,8 56,23 14,68 7,499 5,995 5,012 4,329

8,3 74,99 17,78 8,660 6,813 5,623 4,806

8,9 100,0 21,54 10,00 7,743 6,310 5,337

9,4 133,4 26,10 11,55 8,799 7,079 5,926

10,0 177,8 31,62 13,34 10,00 7,943 6,579

10,6 237,1 38,31 15,40 11,36 8,913 7,305

Adaptado por Stumbo (1.973)


18

Se obtiene:

z=10

121,1 – 116 = 5,1

Luego:

3.5.2 Envases de hojalata.

Utilizando el mismo método, se obtiene un valor de F0=2,56>2, que es

aceptable.

4. CAPACIDAD Y CONSUMO DEL AUTOCLAVE.

El funcionamiento de los autoclaves es discontinuo, por cargas, y los tiempos

a considerar se exponen a continuación para cada tipo de envase:

Envases de cristal.

- 10 minutos de puesta en régimen

- 15 minutos de tratamiento

- 6 minutos de enfriamiento

- 10 minutos de carga y descarga

Tiempo total de tratamiento: 41 minutos

Envases de hojalata.

- 10 minutos de puesta en régimen

F1=2,57

aceptable considera se queValor 2 51,357,201,9

FU

F1

0 >===


19

- 11 minutos de tratamiento

- 6 minutos de enfriamiento

- 10 minutos de carga y descarga

Tiempo total de tratamiento: 37 minutos

4.1 Capacidad del autoclave.

La producción máxima para cada uno de los envases es:

- 1.792 Kg h-1 en 676 envases de cristal

- 1.455 Kg h-1 en 3.464 envases de hojalata.

Se dimensionarán los autoclaves para cada una de las producciones, para ver

cuál es la más desfavorable:

- Envases de cristal: Serían dos autoclaves funcionando

simultáneamente y con capacidad para 338 envases de 3 Kg cada uno.

Suponiendo para los autoclaves llenos un espacio no ocupado del

22%, el volumen de cada uno de ellos debe ser al menos de:

Venvase cristal = 2,6 ⋅ 10-3 m3

VT = 1,22 ⋅ 338 ⋅ 2,6 ⋅ 10-3= 1,07 m3

- Envases de hojalata: Serían dos autoclaves con funcionamiento

simultáneo para 1.732 envases de ½ Kg cada uno. Suponiendo

también un espacio libre de autoclave con carga del 22%, el volumen

de cada uno debe ser como mínimo:

Vlata = 0,425 ⋅ 10-3 m3

VT = 1,22 ⋅ 1.732 ⋅ 0,425 ⋅ 10-3= 0,89 m3

Así pues se elegirán dos autoclaves de 1 m3 de capacidad.


20

4.2 Balance térmico. Consumo de vapor.

La temperatura de régimen será en función del tipo de tratamiento térmico

que reciba el producto. A efectos de cálculo se considera la temperatura de trabajo

en el tratamiento de esterilización empleada, esto es, 116ºC.

Se consideran las necesidades térmicas de los dos autoclaves, ya que

funcionan simultáneamente, para cada uno de los dos envases:

- Envases de cristal:

La temperatura de entrada del producto es de 70ºC.

La cantidad de calor a aportar en una carga del autoclave (41’) es:

• Calentamiento de la fruta:

Q1 = mf Cp(f) ∆t = 860 ⋅ 0,9 ⋅ (116-70) = 35.604 Kcal

• Calentamiento del líquido de gobierno:

Q2 = mlg Cp(lg) ∆t = 931,3 ⋅ 1 ⋅ (116-70) = 42.840 Kcal

• Calentamiento del envase: Se considera un 12% del calor

necesario para el calentamiento del producto (fruta más

líquido de gobierno), esto es: 9.413 Kcal.

Q1 + Q2 +Q3 = 87.857 Kcal

Considerando un 20% de pérdidas del sistema, el calor total

requerido será de 105.428 Kcal/carga. Ahora bien, en los 10 min de

puesta en marcha se ha de aportar el 70% del calor total

(73.800 Kcal/carga) que suponen 7.380 Kcal min-1 y en 31 min el

30% restante (31.628 Kcal/carga), suponiendo 1.021 Kcal min-1. El

valor del calor total correspondiente a las necesidades máximas de

7.380 Kcal min-1 supone 442.800 Kcal h-1.


21

El valor del calor total correspondiente a las necesidades

máximas de 7.380 Kcal min-1 supone 442.800 Kcal h-1.

- Envases de hojalata:

La temperatura de entrada del producto es de 60ºC.

La cantidad de calor a aportar en una carga del autoclave (37’) es:

• Calentamiento de la fruta:

Q1 = mf Cp(f) ∆t = 810 ⋅ 0,89 ⋅ (116-60) = 40.370 Kcal

• Calentamiento del líquido de gobierno:

Q2 = mlg Cp(lg) ∆t = 931,3 ⋅ 1 ⋅ (116-60) = 52.153 Kcal

• Calentamiento del envase: Se considera un 12% del calor

necesario para el calentamiento del producto (fruta más

líquido de gobierno), esto es: 11.103 Kcal.

Q1 + Q2 +Q3 = 103.626 Kcal

Considerando un 20% de pérdidas del sistema, el calor total

requerido será de 124.351 Kcal/carga. Ahora bien, en los 10 minutos

de puesta en marcha se ha de aportar el 70% del calor total (87.046

Kcal/carga) que suponen 8.705 Kcal min-1 y en 27 minutos el 30%

restante (37.305 Kcal/carga), suponiendo 1.382 Kcal min-1.

El valor del calor total correspondiente a las necesidades

máximas de 8.705 Kcal min-1 supone 522.276 Kcal h-1.

Se dispone de vapor a 154,3ºC y 5,5 Kg cm-2 de presión, capaz de ceder

501,57 Kcal Kg-1, luego se requieren para ambos formatos de envase:

ØØ Envases de cristal → 884 Kg h-1 de vapor.

ØØ Envases de hojalata → 1.042 Kg h-1 de vapor.

Anejo VI CONTROL DE CALIDAD

1

1. GENERALIDADES SOBRE CONTROL DE CALIDAD.

1.1 Consideraciones previas.

Los factores de calidad ocupan un lugar preferente en la buena

comercialización de un producto. La norma general en cualquier proceso de

fabricación es tratar de obtener un producto de máxima calidad, tanto más cuanto

más desarrollado este el país, puesto que en la búsqueda de nuevos nichos de

mercado no basta con conocer los gustos y preferencias del consumidor, la oferta y

demanda en los distintos mercados, sino que es fundamental pensar con mayor

confianza en el éxito de la oferta de un producto basada en su calidad.

Cuando aparece en el mercado un nuevo producto cuya calidad está al nivel

de otros ya existentes, se encuentra con una competencia fuerte. Si presenta una

calidad inferior, baja o mediocre, se encuentra en contra de la exigencia del

consumidor ya habituado a un nivel de calidad superior. “Tan sólo en los países muy

poco desarrollados es posible mantener coyunturalmente una calidad mediana”.

Así pues, al plantear un proceso de fabricación, el objetivo fundamental a

tener en cuenta es la obtención de un producto de alta calidad, igual o más elevada

que la de otros productos ya existentes en la competencia.

Si esto es válido para la fabricación de cualquier producto, es mucho más

necesario en la fabricación de productos alimenticios para consumo humano, ya que

quienes lo demandan, confían plenamente en la calidad final del producto. Ésta, a su

vez, debe ser uniforme y mantenerse constante en todas las partidas a lo largo del

tiempo.


2

1.2 Definición y concepto de calidad.

La Real Academia de la Lengua define la calidad como “el conjunto de

cualidades que constituyen la manera de ser de una persona o cosa”.

Hablar de calidad de un alimento es siempre un problema por tratarse de un

concepto basado en apreciaciones subjetivas, tales como el gusto del consumidor,

que no se refiere sólo a sabor, sino al hábito, deseo, exigencia, moda, aprecio,... de

las personas que van a consumirlo.

La percepción por el consumidor de estos factores o cualidades del producto,

tanto intrínsecos como extrínsecos, se realiza mediante el examen sensorial del

producto, es decir, por la aplicación de los órganos de los sentidos (vista, gusto,

olfato, tacto, e inclusive, el oído), que relacionan al individuo con el mundo que le

rodea, y mediante un análisis microbiológico y bioquímico, que nos da la

composición del alimento.

Asimismo, para el producto en cuestión, son parámetros fundamentales el

valor nutritivo y la ausencia de microorganismos (calidad microbiológica y

nutricional).

1.3 Pautas a seguir para la implantación de un sistema de calidad.

Para implantar un sistema de calidad se seguirá el siguiente procedimiento:

1. Se agrupará un conjunto de personas que tengan conocimiento e

interés acerca del producto, del proceso de producción y de los

problemas que puedan plantearse.

2. Se debatirán y enumerarán todas las áreas causantes de problemas.


3

3. Se seleccionarán las principales causas desde un punto de vista

cuantitativo.

4. Se determinará la capacidad del proceso y se determinarán y

establecerán los diagramas de control y los límites de control.

5. Se interpretarán los datos y se debatirá sobre las posibles causas que

han producido los efectos observados.

6. Se utilizará el principio de Pareto: “Pocas causas proporcionan una

alta variabilidad”, para experimentar las causas conocidas en el

momento.

7. Se implantarán las medidas correctoras y se establecerá el sistema de

calidad, utilizando diagramas estadísticos para controlar el proceso y

los planes de muestreo para controlar los lotes de producción.

Los parámetros de calidad en el sistema de calidad de la empresa, se

controlan en tres niveles:

1º Durante el diseño del producto.

2º En la fase de diseño del proceso.

3º Durante la fase de fabricación.

Es por ello que se hace imprescindible un estudio de la calidad en el proyecto

de la planta de elaboración de fruta en almíbar, en el que se tiene en cuenta aspectos

legales y objetivos de los consumidores, que nos vienen reflejados por los estudios

de mercado del producto en cuestión.

1.4 Necesidad del control de calidad.

El control de calidad comienza con la selección y adquisición de la materia

prima y material del envasado y continúa durante el proceso de elaboración y hasta


4

que el producto es consumido. Afecta tanto al personal, maquinaria y planta de

fabricación, como a los almacenes, cámaras frigoríficas y vehículos, e incluso al

propio fabricante para garantizar que todo es correcto. Todos estos factores influyen

en la calidad final del alimento en el momento de la adquisición y consumo.

Todo el personal debe contribuir a establecer y mantener los valores

normales de calidad, pues una distracción puede dar origen a contaminación con un

cuerpo extraño; mientras que una descuidada higiene personal puede tener peores

consecuencias, tanto más cuando el alimento va destinado a un amplio rango de

población. Es pues muy deseable conseguir unos trabajadores adecuadamente

preparados y motivados para el trabajo y establecer de una forma clara los

procedimientos para mantener los niveles de calidad; con tal fin se tratará de llevar a

cabo un Análisis de Riesgos e Identificación y Control de Puntos Críticos (ARCPC).

1.5 Papel del control de calidad.

El papel del Departamento de Control de Calidad es asesorar, controlar,

revisar y desarrollar la política de calidad de la industria. En su papel asesor

proporcionará asesoramiento científico en la selección de las fórmulas, procesos de

fabricación, ingredientes y en otros campos, incluyendo a menudo los requisitos

legales de composición y etiquetado. Otro de sus objetivos es la detección de errores

en los procedimientos de manipulación, su rápida corrección y prevención en el

futuro.

El principal papel del Departamento de Control de Calidad es la realización

de la toma de muestras y el análisis de la materia prima, así como el material de

envasado, trabajo en desarrollo y el producto final cuando sea necesario. Pueden

utilizarse métodos químicos, biológicos y físicos, así como la apreciación del sabor,

color y apariencia.


5

En la mayoría de las industrias alimentarias se suelen realizar cambios

frecuentemente, bien como consecuencia del propio desarrollo o para resolver algún

problema en breve período de tiempo. Cualquiera que sea la causa es importante que

el Departamento de Control de Calidad sea informado de todos los cambios y él

mismo advierta sobre las implicaciones que tienen sobre la integridad del producto.

2. FACTORES QUE AFECTAN A LA CALIDAD.

2.1 Introducción.

El sistema ARCPC puede ayudar a resolver muchos de los problemas

públicos de higiene de los alimentos, cuyo principal objetivo es la prevención de

riesgos.

Existe una regla para la elaboración de alimentos seguros: que ésta sea

rápida, limpia y se realice un control de la temperatura del proceso.

La rapidez es muy importante en la elaboración de alimentos. No hay que

olvidar que los alimentos son productos naturales que pueden deteriorarse

rápidamente. Cuanto más deprisa se elaboren, tanto menor es el riesgo de alteración.

Si durante la fabricación se produce algún tipo de interrupción del proceso, es

conveniente evitar la exposición al aire de los alimentos parcialmente elaborados.

La limpieza es otro factor importante. La suciedad aporta gran cantidad de

bacterias y la falta de higiene personal de los manipuladores puede ocasionar la

contaminación de los alimentos. Por otra parte, las zonas sucias en los locales de

trabajo, atraen moscas y parásitos, y la maquinaria e instrumentos de trabajo sucios

pueden transportar microorganismos de un alimento contaminado a otro sano.


6

El control de la temperatura es asimismo, muy importante, ya que se puede

retrasar la alteración microbiana.

2.2 Higiene personal.

Los manipuladores de alimentos tienen un gran impacto en la higiene

alimentaria. La contaminación puede reducirse al mínimo con una buena higiene

personal. Algunos procedimientos son:

- Lavado cuidadoso de las manos y posterior secado con aire caliente

tras la utilización de los servicios y antes de empezar a trabajar.

- Empleo de antisépticos cutáneos.

- Si se permite fumar debe limitarse a zonas especiales, nunca en la

zona de elaboración, ni en las de recepción y expedición.

- Tanto comer caramelos como masticar chicle debe estar prohibido en

dichas zonas, ya que aumenta el riesgo de contaminación.

- Cambio de ropa protectora y guardapolvos cuando estén sucios. No

llevarla puesta fuera de la zona de fabricación y vestuarios. La ropa

no debe estar confeccionada con material absorbente, que pueda

acumular microorganismos y residuos de alimentos.

- El pelo y la barba deben protegerse con mallas y redecillas.

- El uso de joyas, pendientes, relojes, gemelos, laca de uñas, etc. debe

estar prohibido entre los manipuladores y personal en contacto con

los alimentos.

- Por último, higiene personal general e instalaciones sanitarias y aseos

convenientemente dotados y ubicados.

El estado sanitario del personal puede afectar directamente a los valores

normales de calidad de la fabricación. La dirección de la empresa debe animar a los


7

trabajadores a que den parte de los problemas de salud que tengan, sobre todo de

enfermedades que causen vómitos o diarrea. Cualquier herida o corte debe cubrirse

con un vendaje impermeable, preferiblemente de color vivo para facilitar su hallazgo

en caso de pérdida y, además, comprobar si la pérdida se ha producido durante las

horas de trabajo.

3. CONTROL DE CALIDAD DURANTE EL PROCESO DE FABRICACIÓN.

Para conservar los valores de calidad más altos, los puntos a destacar son:

- Materias primas.

- Supervisión cuidadosa de la preparación y fabricación del producto,

para lo cual se llevarán a cabo pruebas en el transcurso del proceso.

- Realización de pruebas en el producto acabado que corroboren un

nivel aceptable de calidad (siempre necesario en un mercado

competitivo).

- Control de las operaciones finales, tales como envasado,

almacenamiento y distribución.

- Sensores.

- Control estadístico de la calidad.

3.1 Materias primas.

El personal de Control de Calidad participará, junto con los compradores de

la materia prima, en la selección y valoración de los proveedores adecuados. Será

necesario evaluar la calidad e idoneidad de las muestras adquiridas y comprobar que

el material cumple las especificaciones y corresponde a lo esperado de él.


8

Pueden evitarse muchos problemas, tanto para el comprador como para el

vendedor, si se obtiene y analiza una muestra de cada lote de material a adquirir, y

donde las circunstancias lo permitan debería comprobarse que el proveedor posee un

sistema adecuado de control de calidad.

En cualquier caso los envíos deben ser inspeccionados y si el tiempo lo

permite, tomar una muestra y realizar un análisis antes de que el material sea

descargado o trasvasado. Un muestreo más amplio y un análisis más completo debe

llevarse a cabo cuando el envío ya esté en depósito.

Cada partida debe ser claramente identificada, con el fin de relacionarla con

las muestras tomadas para el análisis y con los documentos aportados por el

proveedor.

El encargado del almacén de materias primas debe realizar un completo

inventario de las existencias, asegurando la rotación adecuada de las mismas y en su

caso devolver los materiales adecuados.

En este proyecto en concreto la materia prima es la fruta, el agua y el azúcar.

Para la fruta se deberá controlar su aspecto, grado de madurez, cantidad de lesiones,

etc., ya que son factores que influyen en el sabor del producto final. Para el caso del

azúcar debe controlarse la humedad, polarización, cenizas, valor del pH y color del

azúcar, mientras que el agua a utilizar ha de ser potable y de baja dureza.

En caso de que dichas materias primas no cumplan las especificaciones

requeridas, deben tomarse las medidas oportunas para asegurar la continuidad de la

producción de los artículos con la calidad deseada.


9

3.2 Procesado.

Se llevarán a cabo pruebas de las muestras escogidas, para asegurar la

elaboración satisfactoria del producto. El control del proceso se llevará a cabo en el

laboratorio, situado cerca de la línea de elaboración, para asegurar una rápida

aplicación de la información.

3.3 Envasado y etiquetado.

Aunque los materiales de envasado tienen la consideración de materias

primas, el tema de envasado es amplio y complejo en el contexto del control de

calidad.

En el presente proyecto, el envase además de contener el producto para

llevarlo desde el productor al consumidor, cumple otra función: proporcionar una

apariencia atractiva que ayuda a la venta del producto y sirve de información

promocional, ya que normalmente se mantiene hasta que es consumido. Además de

estas funciones, el material debe interaccionar satisfactoriamente con el equipo de

producción, tanto mecánico como humano, en base al coste real y sin causar una

excesiva pérdida de tiempo, dar origen a residuos o afectar a la integridad final del

producto.

Debe subrayarse la necesidad de definir las especificaciones del material de

envasado, así como el cumplimiento de las mismas a su recepción.

En muchos casos, el comportamiento del material de envasado y la forma en

que se pone en contacto con el alimento durante la fabricación, son muy importantes

para la seguridad del producto.


10

Una vez que el producto ha sido envasado, es más difícil tomar una muestra

representativa; sin embargo, es necesario comprobar que el llenado está dentro de

los límites permitidos y que el producto en su conjunto cumple las normas que la

compañía desea. Las muestras del producto envasado representan la forma en la cual

el consumidor lo adquirirá y utilizará. La fama del productor depende de la calidad

que tenga el producto en esta fase.

El producto permanecerá en el envase durante un tiempo considerablemente

largo, no sólo durante el período de comercialización, sino también en un tiempo de

cuarentena en la fábrica, tras el cual se analizarán muestras de distintas partidas, con

el fin de garantizar la distribución de un producto con una calidad final óptima. Por

tanto, es importante que el envase mantenga el producto con la calidad deseada

durante un tiempo superior al período de vida útil declarado y un margen en exceso.

Cada envase debe marcarse con el fin de que pueda identificarse el día de

producción. Este código debe relacionarse con número del lote de producción,

guardándose los oportunos registros.

De esta manera, cualquier envase devuelto, al que se le realizará un examen

posterior, podrá relacionarse con una partida determinada de las materias primas, o

bien con algún problema u operación defectuosa en la línea de elaboración.

Por último, respecto al etiquetado, según los requisitos de las “Normas para

el Etiquetado de Alimentos de 1.992 (R.D. 212/1.992) y su modificación de 1.995

(R.D. 930/1.995)”, se obliga a indicar la naturaleza del producto junto con una lista

de ingredientes (en orden descendente) y de los pesos declarados, así como una

indicación de la caducidad.


11

3.4. Almacenamiento y distribución.

El producto final debe almacenarse en unas condiciones óptimas a una

temperatura adecuada. Debe ponerse especial cuidado en evitar cualquier daño al

stock en esta fase, cuando el valor añadido es muy alto. Al igual que ocurre con las

materias primas, el responsable del almacén realizará un control de los productos

que permanezcan durante un cierto tiempo almacenados, enviando regularmente

muestras al laboratorio.

Los envases deben ser controlados inmediatamente antes de su distribución,

para comprobar que están en buen estado y asegurar que su contenido se

corresponde con el que figura en la etiqueta.

Los vehículos deben comprobarse antes de su carga para asegurar que estén

limpios y en buen estado y que no han transportado otros artículos que puedan

causar contaminación.

El transporte y distribución desde la industria a los centros de consumo

deberá realizarse a bajas temperaturas para su buena conservación y mantenimiento

de una óptima calidad.

3.5 Sensores.

El control de la calidad durante el proceso de fabricación se denomina

control de procesos, el de materias primas se denomina control de aceptación y el

del producto final se denomina control de conformidad. Las formas de realizar

dichos controles pueden ser:

- Sobre todas las unidades mediante sensores.


12

- Sobre una parte representativa de todas las unidades y se llama

control estadístico.

En una industria hay que combinar ambas formas de control, utilizando una u

otra según el momento.

La utilización de sensores (dispositivos capaces de transformar una magnitud

física en una señal eléctrica) supone:

- Disminución de la variabilidad del proceso.

- Disminución de residuos.

- Disminución de la mano de obra.

Los sensores los podemos clasificar según su ubicación en la línea de

producción en sensores ON LINE y sensores OUT LINE:

• Los sensores ON LINE deben ser compatibles con los alimentos, de

fácil limpieza sin necesidad de desmontaje, esterilizables por calor,

analizan la totalidad de las muestras y dan una información continua a

lo largo de la producción. Tal es el caso del sensor de detección de

vacío, colocado en la línea de envasado, que permite controlar el

cierre de todas las muestras que salen de la línea.

• Los sensores OUT LINE suponen el uso de una muestra y su control

se realiza junto a la línea del parámetro que se va a controlar. Tal es el

caso de la toma de muestras de fruta en almíbar de la línea de

producción para el control de la acidez, para determinar la cantidad de

ácido a añadir.


13

3.6 Control estadístico de calidad.

A la hora de realizar el control de grandes cantidades de producto es

imposible la realización de un control de la totalidad de ellos, es por esto la

necesidad de recurrir a un control estadístico de calidad. Con este control se

inspecciona el producto y se ve si se ajusta a las especificaciones definidas para éste,

viendo si está dentro de los límites de tolerancia.

El control estadístico sólo es aplicable para variables que sean evaluables

objetivamente. Se realizará en el control de la materia prima, en el curso de

fabricación y en el control de conformidad del producto acabado. Pueden controlarse

variables continuas (variables) o variables discretas (atributos).

Todo proceso de fabricación da lugar a variabilidad, la cual tiene su origen

en dos causas:

a) Causas de variabilidad no asignable o aleatorias, como son:

- Variabilidad en materias primas.

- Precisión de máquinas o aparatos instrumentales analíticos o

de los métodos.

- Destreza de los operarios.

Al repetir el proceso, se obtienen resultados parecidos. Existen

muchas causas pero de poca importancia, dando lugar a una

variabilidad estable (1,2-1,3%) y es difícil reducir los efectos sobre

las causas.

b) Causas de variabilidad asignable:

- Error humano.

- Desgaste de maquinaria o equipos.

- Fallos en el sistema de calidad.


14

Pueden producir efectos bastante perjudiciales, siendo su

invariabilidad impredecible, aunque sus efectos desaparecen al

eliminar la causa.

En este anejo se trata de implantar un sistema de calidad en el que la

variabilidad sea debida a causas aleatorias, considerándose en este caso que el

proceso está bajo control.

Para hacer un control estadístico de la calidad lo principal es fijar la toma de

muestras necesarias para analizar, con el fin de considerar que un lote presenta la

calidad dentro de los límites de tolerancia exigidos por el sistema. El análisis de la

muestras se realizará mediante tablas de distribución Normal en caso de tratarse de

variables, o tablas de distribución Binomial en el caso de tratarse de atributos.

Para el caso de las variables es necesario fijar la media y la varianza de la

distribución y analizando la media y la varianza de la muestra ver si está dentro de

los límites de tolerancia impuestos por el Sistema de Calidad.

El control estadístico de Atributos necesita un menor muestreo, es más

rápido y se basa en establecer el número de muestras que deben presentar o no un

determinado atributo para que se considere aceptable o no el lote al que pertenecen.

3.7 Establecimiento de cambios.

La introducción de cambios es una parte necesaria de cualquier negocio

próspero y cualquier industria alimentaria realizará varios al año. Algunos pueden

ser importantes, como la introducción de una nueva línea de elaboración, un nuevo

proceso o un envasado diferente. En todos los casos es importante que el cambio

propuesto está debidamente documentado y notificado con antelación.


15

A menudo, cuando se introduce un cambio, no pueden conocerse todas las

implicaciones derivadas del mismo, siendo necesario que exista un sistema de

comprobaciones que tengan en cuenta todos los aspectos.

Todos los cambios serán adecuadamente documentados y registrados,

identificando los suministros de ingredientes y los lotes de producción

correspondientes, para que cualquier problema que pueda presentarse durante la

venta del producto, pueda ser analizado.

3.8 Establecimiento de sistemas para garantizar la calidad.

El Departamento de Control de Calidad es responsable de la comprobación

de los puntos críticos de control (PCC). Éste debe ser informado de los puntos que

se deben comprobar, los métodos analíticos a utilizar, la frecuencia de los análisis,

los límites aceptables y las acciones a tomar cuando se superan dichos límites.

Se implantará un sistema de registro, por ejemplo, a base de hojas de control,

de forma que los resultados puedan ser fácilmente interpretados por el personal del

Departamento de Control de Calidad, el de Producción y por las Autoridades

Reguladoras.

Todos los datos deben ser revisados con regularidad para comprobar que

todos los PCC se hallan bajo control y que no son precisos puntos adicionales o

distintos criterios de control.

∗∗ Hojas de control:

El desarrollo y usos de las hojas de control es un método muy útil,

particularmente para la visita de los proveedores y cuando los niveles de personal


16

permiten que diferentes personas realicen revisiones de la garantía de calidad de

forma sucesiva. Proporcionan un sistema adecuado de puntuación o calificación de

un proveedor, pudiendo modificarse y corregirse según la experiencia y cuando las

circunstancias cambien.

Estas hojas también se podrán usar para llevar un control del producto

expedido con su lugar de destino correspondiente.

La hoja puede finalizar con detalles acerca de los residuos, si los hubiere,

paletización, transporte y sistema de descarga del vehículo e incluir específicamente

información detallada en relación con la materia prima.

Una hoja de control puede tener el siguiente formato:

Nombre:

Dirección:

Teléfono: Fax:

Propietario:

Autoridad local:

Autoridad regional:

Personal responsable:

Dpto. QA: a) Medios:

b) Personal:

Horario de trabajo:

Especificaciones:

Procesos:

Servicios:

Etc.

Tabla nº1.- Riesgos, medidas preventivas, vigilancias y procedimientos de corrección de las desviaciones, para cada etapadel proceso productivo.

Etapa Riesgos Medidas Preventivas PCC ToleranciaVigilancia

Comprobación

Medida correctora y

comprobación

Recepción,

inspección y

acondicionamiento

de materia prima

- Magulladuras, roturas.

- Picaduras de insectos.

- Pudriciones.

- Recolección muy

cuidadosa.

- Transporte rápido y

cuidadoso.

- Prevenir magulladuras.

- Personal entrenado en la

inspección y selección.

2

- Cumplir todas las

especificaciones

para el consumo

humano.

- Control visual para

determinar mezcla de

tamaños, color,

magulladuras,

consistencia, etc.

- Devolución de las partidas.

- Puede seguirse un plan de

muestreo que nos confirme la

competencia del personal

encargado de la supervisión y

selección.

Recepción de agua

y aditivos

- Calidad inadecuada. - Agua potable.

- Adquisición de los

aditivos a empresas de

garantía.

2

- Cumplir

normativas.

- Control esporádico de la

calidad del agua y

aditivos.

- Exigir a los suministradores el

cumplimiento de las Normas de la

UE 96.000.

Recepción de los

envases

- Defectos en los

mismos en cuanto a

su fabricación o

tamaños.

- Las partidas de

recipientes se examinarán

en el punto de recepción

de la planta envasadora y

siempre antes de que sean

destinados a la

producción.

2

- Cumplir las

especificaciones y

normas vigentes.

- Los operarios estarán

preparados para detectar

defectos en los envases.

- Rechazar la partida.

- Se utilizará un plan de muestreo y

análisis de datos que permita

descubrir las tendencias.

Tabla nº1 (Continuación).

Etapa Riesgos Medidas PreventivasPCC

Tolerancia Vigilancia

Comprobación

Medida correctora y

comprobación

Envasado

volumétrico

- Presencia de frutas

que no cumplan las

especificaciones.

- Presencia de objetos

extraños.

- Peso inadecuado.

- Estado correcto de

limpieza y desinfección

de equipo.

- Instrucciones de higiene.

- Establecer las condiciones

del envase: Llenado

exacto y uniforme de los

envases.

2

- Cumplimiento del

R.D. 723/88 de 24

junio 1.988, sobre

contenido neto.

- Muestreo periódico del

peso de las frutas.

- Gráficas X/R de control

de peso.

- Modificar el sistema de limpieza

y desinfección.

- Formación sanitaria del

personal.

- Completar el peso de las frutas.

- Muestreo periódico del peso de

las frutas.

- Comprobación del correcto

funcionamiento de la llenadora.

Preparación del

líquido de gobierno.

Dosificación

- Espacio de cabeza

mayor del 10%.

- Mala formulación del


- Temperatura de

llenado inadecuada.

- pH elevado del

producto.

- Buena práctica del

fabricante.

- Control del pH.

- Llenado a 72ºC.

- Llenado exacto y

uniforme del envase. 2

- Espacio de

cabeza no

superior al 10%

para conservas de

225 a 1.700 ml y

no superior al 7%

para conservas de

más de 1.700 ml.

- pH<4,6 en prod.

homogeneizado.

- Cumplir las

especificaciones.

- Gráficas X/R de control

de volumen.

- Análisis periódico de la

composición del líquido

de gobierno.

- Control periódico de pH.

- Control de la temperatura.

- Modificar formulación.

- Corregir temperatura.

- Comprobar funcionamiento de los

termómetros.

- Ajustar el volumen correcto del




Comprobación

Medida correctora y

Comprobación

Cerrado - Hermeticidad

defectuosa de los

envases.

- Contaminación

microbiana.

- Realización correcta de la

operación de cierre.

- Control de cierres.

1

- Obtención de

envases con

cierres herméticos.

- Comprobación de la

hermeticidad con aire a

presión y visualmente.

- Inspección de cierres.

- Registros de control.

- Control de las máquinas

cerradoras.

- Corregir operación de cierre.

- Efectuar las oportunas

correcciones en la máquina

cerradora.

- Al menos una vez por turno, se

establece la resistencia a la rotura

de los envases en cada una de las

cabezas de cierre.

- La calidad de los cierres y

rebordes se complementará con el

examen visual de expertos.

Esterilizado- Producto mal

esterilizado.- Tiempo y temperatura

adecuados al tamaño del

envase.

- Control del baremo de

esterilización.1

- Esterilización del

producto.

- Reducir la

probabilidad de

supervivencia de

Clostridium

botulinum en un

solo recipiente

hasta 1012.

- Control de tiempo y

temperatura.

- Registro de datos: fecha,

hora, formato del envase,

lote, temperatura y tiempo.

- Periódicamente se

efectuarán controles de

incubación.

- Calibración de

instrumentos de control.

- Revisar tratamiento térmico.

- Corregir las posibles desviaciones

de tiempo y temperatura.

- Pruebas de preincubación en caso

de partidas dudosas.

- La identificación de los códigos

de los envases con los registros

del tratamiento, permite que

cualquier problema posterior se

relacione con partidas.



Comprobación

Medida correctora y

Comprobación

Esterilizado

(Continuación)

de temperatura, tiempo y

de purga.

- Registro gráfico

tiempo/temperatura.

específicas de productos.

Enfriamiento de los

envases

- Enfriado inadecuado.

- Contaminación por

inmersión en agua de

calidad inadecuada.

- Utilizar agua clorada a la

temperatura y calidad

adecuadas.

- Tiempo de enfriamiento

adecuado al tamaño del

envase.

2

- Enfriamiento

adecuado que deje

los envases a unos

38ºC.

- Controlar la velocidad de

enfriamiento.

- Controlar el cloro residual

del agua al menos una vez

por jornada.

- Modificar la cantidad de cloro

añadido.

- Realizar periódicamente análisis

microbiológicos sobre el agua de

enfriamiento. Se aceptan menos

de 100 u.f.c. mesófilas.

- Enfriar el agua.

Encajado,

almacenamiento y

distribución

- Deformaciones por

manipulación o

almacenamiento

inadecuado.

- Oxidación del envase.

- Establecer normas de

almacenamiento y de

manipulación.

- Manipulación adecuada.

- Secado de los envases

antes del encajado.

- Instrucciones al personal.

-

- Cumplimiento de

las

especificaciones

de

almacenamiento.

- Inspección visual.

- Control periódico de las

condiciones de

almacenamiento.

- Corregir las posibles desviaciones.

- Bloqueo de producto sospechoso.

- Plan de muestreo para inspección

periódica del producto terminado.


17

4. ANÁLISIS DE RIESGOS E IDENTIFICACIÓN Y CONTROL DE

PUNTOS CRÍTICOS.

4.1 Introducción.

Se trata de un sistema que ha contribuido de forma importante a la

evaluación de riesgos de tipo microbiológico y constituye la base del control

preventivo de todo tipo de peligros asociados con los alimentos. Puede aplicarse con

la misma eficacia a problemas microbiológicos como a problemas de otro tipo y, por

tanto, se considera muy útil en el control de calidad en general.

Un aspecto fundamental del sistema es que concentra todos sus esfuerzos en

corregir primero los defectos o fallos más importantes, es decir, aquello que son

causa de alteración de los alimentos y de enfermedades del consumidor, dejando en

un segundo plano aquellos aspectos que tienen que ver más con lo accesorio o lo

estético.

Los productos agrícolas presentan una amplia gama de microorganismos

sobre los mismos o en su interior al ser recolectados. Su número y tipo es función de

muchos parámetros, como son el producto, la región, el sistema de producción, etc.

Su importancia estriba en que pueden ser la causa de intoxicación o infección en el

consumidor, y también de alteraciones del producto. Esta última es la que más

interesa controlar en la industria a proyectar, al suponer una fuente importante de

pérdidas económicas; mientras que la primera causa no es frecuente en las frutas que

se van a procesar.


18

4.2 Enfoque del sistema ARCPC para controlar la inocuidad y calidad de los

productos elaborados.

Para comprobar si un proceso al que se somete un alimento cumple los

requisitos comerciales y la Normativa Legal, el personal a controlar la calidad y los

oficiales que hacen cumplir la Ley, han de inspeccionar si en las distintas

operaciones de elaboración se siguen unas “Buenas Prácticas de Elaboración

(BPE)” y tomar muestras del producto final para su análisis en el laboratorio.

El concepto de ARCPC, supone un planteamiento sistemático para la

identificación, valoración y control de riesgos, centrando su interés en aquellos

factores que influyen directamente en la inocuidad pública y en la calidad de un

alimento, eliminando el empleo inútil de recursos. Al dirigir directamente la

atención al control de los factores clave que intervienen en la sanidad y en la

calidad, en toda la cadena alimentaria, los inspectores, el productor, el fabricante y el

usuario final pueden estar seguros de que se alcanzan y se mantienen los niveles

deseados de sanidad y calidad. Si se determina que un alimento ha sido producido,

transformado y utilizado de acuerdo con el sistema ARCPC, existe un elevado grado

de seguridad sobre su inocuidad microbiológica y su calidad. Cabe resaltar que el

sistema es aplicable a todos los puntos de la cadena alimentaria.

4.3 Definición de los términos y componentes del sistema ARCPC.

El sistema ARCPC comprende las siguientes etapas secuenciales:

1. Identificación de los riesgos o peligros y valoración de su gravedad y de la

probabilidad de su presentación (análisis de riesgos), asociados con la

producción, obtención o recolección, procesado o manufactura, distribución,


19

comercialización, preparación y/o utilización de productos crudos o de productos

transformados.

Riesgo o peligro representa la contaminación inaceptable, el

crecimiento inaceptable y/o la supervivencia de microorganismos que

influyen en la inocuidad o en la alteración, y/o la producción o

persistencia inaceptable en los alimentos de productos derivados del

metabolismo microbiano.

Gravedad es la magnitud del riesgo o peligro.

2. Determinación de los puntos críticos de control (PCC), en los cuales se

controlarán los riesgos o peligros identificados.

Un PCC es un lugar, una práctica, un procedimiento o un proceso en

el que puede ejercerse control sobre uno o más factores, de tal manera

que podría reducirse al mínimo o prevenirse un peligro o riesgo. Se

identifican dos tipos de PCC:

- PCC1: Que asegurará el control de un riesgo o peligro.

- PCC2: Que reducirá al mínimo, aunque no asegurará el control

de un riesgo o peligro.

3. Especificación de los criterios que indican si una operación está bajo control en

un determinado PCC.

Criterios son los límites especificados de características de naturaleza

física (tiempo, temperatura), química (adición de sal, ácido) o

biológica (sensorial o microbiológica).

4. Establecimiento y aplicación de procedimiento/s para comprobar que cada PCC

a controlar funciona correctamente.

Comprobación, vigilancia o monitorización es averiguar que un

procedimiento de procesado o de manipulación en cada PCC se lleva


20

a cabo correctamente y bajo control. Supone la observación

sistemática, la medición y/o el registro de los factores significativos

necesarios para el control. Los procedimientos de comprobación o

vigilancia seleccionados deben permitir que se tomen acciones para

rectificar una situación que está fuera de control, bien antes de iniciar,

o durante el desarrollo de una operación en un proceso.

5. Aplicar la acción correctora que sea necesaria cuando los resultados de la

comprobación indiquen que en un determinado PCC no se encuentra bajo

control.

6. Verificación o confirmación, es decir, el empleo de información suplementaria

para asegurar que funciona correctamente el sistema ARCPC.

4.4 Aplicación del sistema ARCPC.

El fundamento es sencillo, en un principio se requiere la identificación del

área o áreas donde pueden surgir problemas, seguido de un estudio crítico y

profundo de los acontecimientos que se producen en esa zona. La información

detallada de ese estudio, sometida a un tratamiento estadístico, sirve para identificar

los puntos de mayor riesgo y aplicar entonces los mecanismos más apropiados de

control.

La primera etapa en la aplicación del sistema ARCPC a una operación de

fabricación de alimentos, consiste en identificar y cuantificar los riesgos

microbiológicos asociados con la misma y la posibilidad de su aparición. Se

realizará una valoración de dichos riesgos, que requerirá una revisión detallada para

comprobar todas las especificaciones disponibles y la obtención de detalles sobre el

desarrollo actual de la línea de elaboración, incluyendo aspectos técnicos del equipo

empleado, métodos de trabajo aplicados, condiciones ambientales existentes en las


21

instalaciones, así como detalles completos de manipulación y almacenamiento de

materias primas, productos intermedios y finales.

La etapa final en la aplicación del sistema ARCPC consiste en la selección

de los requisitos de comprobación y control según su utilidad y posibilidad de

aplicación.

4.4.1 Aplicación del sistema ARCPC a la “Planta de elaboración de fruta en

almíbar”.

El planteamiento del sistema ARCPC permite un análisis estructurado de

todos los riesgos microbiológicos asociados a la producción y comercialización del

producto. Una vez concebido, se estudian sus ingredientes, su unión y su fórmula y,

se consideran los factores tanto intrínsecos (pH, conservantes, etc.), como

extrínsecos (tratamiento térmico, condiciones de almacenamiento, envasado, etc.).

Se especifica el tiempo de vida útil, no sólo en el punto de venta, sino también

durante su distribución, almacenamiento y permanencia en los hogares.

A continuación en el diseño del proceso, se determina el perfil

microbiológico de las materias primas, para lo que deben coordinarse los

departamentos de compra, producción y control de calidad en la selección y

recepción de materias primas, estableciéndose los métodos para su almacenamiento

y manipulación, de manera que se asegure un rápido intercambio. Igualmente, se

incluirán consideraciones sobre la elección del equipo idóneo para llevar a cabo la

tarea prevista, el diseño higiénico de las zonas de trabajo, los métodos adecuados de

limpieza y desinfección, así como otra serie de requisitos para el almacenamiento,

distribución, personal, etc.

La siguiente etapa consiste en preparar un organigrama del proceso íntegro,


22

hasta el producto final, indicando en cada fase el factor que más determinantemente

puede afectar a la calidad del producto. En esta etapa, no es posible proporcionar un

compendio de todos los detalles del organigrama, ni de los parámetros del proceso,

puesto que éstos se obtendrán de la experiencia colectiva de todos los técnicos que

intervienen.

En la figura nº1 se recoge tal organigrama del proceso productivo, indicando

en éste los PCC.


23

PCC2

PCC1

[2] [3][1]

Dextrío

Materia prima

Producto elaborado

Líquido degobierno

Envases

Almacenamiento

RECEPCIÓN

Selección

Pelado

Escaldado

Envasado volumétrico

Precalentamiento

Cerrado

Almacenamiento

EXPEDICIÓN

Lavado

Esterilización

Etiquetado yembalaje

PartidoDeshuesado

[1] Línea de mitades melocotón[2] Línea de mandarina[3] Línea de mitades pera

Mezcla

Agua, azúcar yác. cítrico

Enfriamiento

Figura nº1.- Organigrama de PCC.

PCC2

PCC2

PCC2

PCC1

PCC2

PCC2


24

La tabla nº1 recoge para cada etapa el riesgo, las medidas preventivas,

vigilancias y procedimiento de corrección de las desviaciones.


27

Es importante incidir en la importancia de controlar el proceso de

esterilización y posterior enfriamiento:

- Es necesario controlar el proceso de esterilización (PCC1),

procurando trabajar con tan pocos procesos térmicos como sea

posible y evitar así confusiones y errores. Para ello se pueden

considerar dos fases:

ØØ La primera fase se refiere a operaciones previas como

control de la temperatura del producto antes de introducirlo

en el autoclave, control del tiempo transcurrido entre el

cierre del envase y tratamiento, comprobación del orificio de

evacuación de aire del autoclave, el número y posición de los

envases y la carga del autoclave.

ØØ La segunda fase hace referencia a los factores relacionados

con el proceso térmico realizado. Así se deberá validar el

proceso, determinando el tiempo de tratamiento usando

envases testigos; se comprobará el estado de los

instrumentos del autoclave, se verificarán los gráficos de

registro, se realizarán observaciones visuales de las

funciones del autoclave, se anotará el tiempo desde que sale

vapor hasta que se cierra la válvula de escape (purga); se

anotará la hora en que se inicia el calentamiento y la hora en

que se alcanza la temperatura de esterilización (mediante

calibrado y certificado); se especificará la presión a que debe

realizarse el proceso; se registrará la hora en que finaliza el

proceso de esterilización, y se revisarán los gráficos de los

registros automáticos de tiempo/temperatura (el registro

automático indica el tiempo apropiado de tratamiento, pero

debe confirmarse con un reloj adicional); los tiempos de


28

enfriamiento de los envases deben comprobarse porque si

están demasiado fríos no se secarán, mientras que si están

muy calientes se sobrecocerá el producto.

- Respecto al enfriamiento (PCC2), hay que evitar la contaminación del

contenido del envase con microorganismos procedentes del agua de

enfriamiento, para ello se mantendrá en contacto de dicha agua

durante 20 minutos con 1-2 ppm de cloro libre. Se controlará la

presión externa aplicada sobre los envases, ya que pueden penetrar

pequeñas cantidades de agua mientras permanecen calientes.

Es necesario un buen control por el coste del cloro y por la

posible corrosión que se puede provocar en las instalaciones. Las

determinaciones del cloro se realizan al menos una vez por turno de

trabajo, se comprobará también el pH del agua. Suele aceptarse como

satisfactoria el agua con un recuento de mesófilos aeróbicos inferior a

100 unidades formadoras de colonias.

Es de gran utilidad llevar a cabo una evaluación final del producto, tanto

analítica como sensorial. Se analizarán el 0,01% de los envases o, al menos, de un

envase por cada carga de autoclave. Respecto a la especificación microbiológica se

tenderá a la esterilidad comercial, es decir, ausencia de microorganismos capaces de

multiplicarse (Clostridium botulinum, Salmonella typhi, Shigella o Staphylococcus

aureus). Los análisis a determinar se comentarán en el siguiente apartado.

5. LABORATORIO. ENSAYOS REALIZADOS.

El laboratorio de control de calidad debe estar equipado adecuadamente y

disponer de personal cualificado capaz de llevar a cabo los análisis necesarios y


29

proporcionar los servicios con la rapidez y previsión necesarias. En caso necesario

podrá recurrirse a análisis de laboratorios privados o al servicio de otros expertos.

La revisión del laboratorio debe realizarse al menos cada seis meses aunque

en los laboratorios que aspiran a los más altos niveles, existirá un equipo de control

permanente.

La revisión controlará:

• La selección de los métodos analíticos para comprobar que los

métodos utilizados son los adecuados para usarse en el laboratorio,

que éstos han sido controlados adecuadamente y que se dispone del

equipamiento idóneo.

• El ensayo de nuevos métodos para conseguir un laboratorio puesto al

día y con un coste adecuado, y que no impliquen modificaciones de

los métodos estándar.

• Que los métodos designados se siguen fielmente sin la supresión de

pasos y de modificaciones no autorizadas.

• Que se siguen los procedimientos establecidos de recepción de la

muestra, manipulación y los sistemas de información.

• Que se obtienen unos resultados detallados mediante una selección

cuidadosa de las muestras y puntos de muestreo y por el análisis de la

información disponible.

5.1 Equipos y materiales de laboratorio.

A continuación se detallan los equipos y materiales con los que cuenta el

laboratorio de la industria, en el que se llevan a cabo las pruebas:

- Buretas y microburetas.


30

- Pipetas de 5 a 50 ml.

- Embudos.

- Probetas.

- Matraces Erlenmeyer.

- Matraz Kjeldahl.

- Cápsulas de porcelana.

- Balanza analítica con precisión de 0,1 mg.

- pH-metros.

- Tubos de ensayo de vidrio.

- Estufa isotérmica de calefacción eléctrica.

- Mechero Bunsen, trípode y placa de amianto.

- Desecador provisto de un deshidrante eficaz.

- Extractor tipo Soxlet.

- Varillas de vidrio con una extremidad aplanada.

- Crisoles con dimensiones de 40 mm de altura y 45 m de

diámetro superior.

- Filtros de vidrio fritado del número 2.

- Probeta Helmer/Turbidímetro Kertesz.

- Turbidímetro Kertesz.

- Centrífuga.

- Refractómetro.

- Reactivos necesarios.

5.2 Ensayos que se deben realizar.

Entre los ensayos y determinaciones que se deben realizar en el laboratorio,

se encuentran las siguientes pruebas:


31

• Análisis de aguas: Se determinará el residuo seco, la dureza,

contenido en bicarbonatos, contenido en calcio y en magnesio. Se

determinará a su vez el contenido de cloro del agua de enfriamiento

de los envases.

* Análisis de materias primas:

* Dureza: Se persigue que las frutas sean algo más blandas al

masticar que en su estado fresco.

• Acidez: Se valorará la acidez titulable o acidez libre en el ácido

predominante, con una solución de NaOH 0,1 N, utilizando un

pH-metro o fenolftaleína.

• Actividad enzimática (pectinesterasa): Para esta prueba, la muestra se

diluirá hasta 2 ó 3 ºBrix, se mezclará con pectina y cloruro cálcico,

ajustando el pH a 7. Esta determinación es de suma importancia, ya

que este enzima produce la separación de la materia seca, dando lugar

a una apariencia inaceptable del producto.

• Azúcar: Por lectura refractométrica del líquido de gobierno, referida a

20ºC, se determinarán los grados Brix

• Análisis sensoriales:

* Aspecto del almíbar (líquido de gobierno): Deberá ser lo más

claro y transparente posible. Puede determinarse su turbidez

con una probeta Helmer de 22 ⋅ 3 cm, con la que se mide la

altura de la columna líquida a partir de la cual un punto

negro de 3 mm de diámetro colocado en el fondo de la

misma deja de verse; o bien con un turbidímetro Kertesz.

* Aspecto de la fruta: Ha de ser lo más parecido al aspecto de

la fruta fresca.

• Otras determinaciones:


32

* Cenizas.

* Cloruro.

* Contenido en fruta: Se usarán como parámetros el contenido

en potasio (es el más usado, ya que es más fácil y más

exacto), el contenido en fósforo y el contenido en nitrógeno.

* Dióxido de azufre y sustancias pécticas.

* pH.

* Examen externo de los envases.

* Examen del cierre (recorrido en el caso de los tarros de

cristal).

* Peso bruto.

* Peso escurrido.

* Peso neto.

* Presión: Mediante vacuómetro (35-40 cm Hg).

* Distancia al líquido de gobierno (DLG).

* Altura del envase (H).

* % Espacio de cabeza (DLG/H).

* Uniformidad de tamaño: Media tamaños/media tamaños

mínimos.

* Sedimentos: Se deja reposar el líquido de gobierno en

probeta graduada durante 10 minutos y se calcula el

porcentaje.

5.3 Análisis microbiológico.

El análisis microbiológico es un medio para determinar si un alimento está

contaminado. Sin embargo presenta graves limitaciones, como son:


33

- El problema que presenta la toma de muestras y el análisis de un

número suficiente de unidades para obtener una información

significativa sobre el estado microbiológico de una partida.

- Las limitaciones que suponen en tiempo y coste, la obtención de

resultados.

Además, este tipo de análisis sólo identifica los efectos, pero no controla las

causas. Interesa ante todo, la anticipación a los riesgos asociados con la producción

y empleo de los alimentos y la identificación de los puntos en que pueden ser

controlados dichos riesgos, objetivo del sistema de ARCPC.

6. PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA.

Existen situaciones de emergencia con las que un fabricante de alimentos

puede encontrarse. Por ejemplo, cuando un lote de alimentos presente un riesgo

sanitario inmediato, como consecuencia de un defecto de fabricación o un problema

de envasado, o que sus productos hayan sido objeto de sabotaje o alterados

maliciosamente en el mercado.

Cualquier situación de este tipo precisa que se retire el producto

inmediatamente de la venta o distribución y se que se pongan en práctica medidas

que solucionen el problema.

Las empresas deben desarrollar un sistema de retirada de los alimentos del

mercado y, además, asegurarse de que funciona para que cuando se presente una

emergencia, la retirada sea rápida y totalmente eficaz.

La cantidad de producto alimenticio a retirar varía según los casos. Si se


34

llevan libros de control correctamente y, si es posible, por medio de los códigos de

las etiquetas de los envases, identificar a qué proceso de fabricación pertenecen y si

además se pueden relacionar los lotes de producción con los suministros

individualizados de los distintos ingredientes y material de envasado, se puede

entonces retirar del mercado una cantidad relativamente pequeña del total

distribuido.

En el esquema siguiente, se representa un plan general de retirada de

productos alimenticios de la venta.


35

7. ESTRUCTURAS DE LAS FÁBRICAS.

Una distribución adecuada de los locales y de las distintas áreas de procesado

ayuda a prevenir una contaminación cruzada entre las materias primas, producto

semi y elaborado y residuos. Es de suma importancia la separación de zonas limpias


36

y sucias.

Los edificios de la industria de los alimentos tienen que ser luminosos,

limpios, sólidos y bien conservados, para que, entre otras cosas, los empleados estén

mentalizados continuamente de que allí se espera que salgan productos alimenticios

con unos estándares elevados de calidad. Asimismo, los alrededores de la fábrica se

mantendrán bien cuidados, sin basuras ni trastos viejos que puedan acumular

suciedades y cobijar plagas. Las entradas a la fábrica, puertas, ventanas, sumideros y

tuberías deben estar diseñados de tal manera que impidan la entrada de pájaros,

roedores u otros mamíferos. Cerca de estas entradas, pero no a la vista, deben

colocarse venenos contra insectos y son adecuadas las telas metálicas renovables.

El acabado de las paredes será liso, con una superficie lo bastante resistente a

los impactos y formación de grietas. Deben evitarse las cavidades y agujeros en las

paredes, así como cualquier aparato colgado de ellas, con el fin de no facilitar lo que

sería un buen cobijo para los insectos. Las esquinas serán redondeadas y con unión

sellada entre paredes y suelos. Éstos deberán ser fáciles de limpiar e interesan

materiales impermeables, no absorbentes, lavables y sin fisuras ni grietas. Al ser

precisa una limpieza húmeda frecuente interesa una leve pendiente (1:480) hacia los

drenajes. El piso de los suelos deberá ser lo suficientemente uniforme para facilitar

la limpieza, pero al mismo tiempo algo rugoso para no resbalar, en caso de que haya

agua o grasa.

Las tuberías y los cables de la instalación eléctrica deben situarse

circundando la zona de producción. En los casos en que estén al descubierto o por

encima de equipos en proceso de elaboración.

Las operaciones de limpieza en una fábrica de alimentos deben regirse por un

programa diseñado al efecto (CFPRA, 1.986), en el que figuren claramente


37

establecidos ciertos requisitos: el método de limpieza que debe utilizarse, si es o no

imprescindible desmontar por piezas las máquinas, qué materiales y productos de

limpieza pueden utilizarse en la zona de fabricación más sensible y cómo montar de

nuevo las máquinas.

Anejo VII CÁLCULOS CONSTRUCTIVOS

1

1. INTRODUCCIÓN.

En el presente anejo se detalla el dimensionamiento y diseño de todos los

elementos constructivos de la industria a proyectar. Se realizará el cálculo de la

estructura resistente, cimentaciones y placas de anclaje de los pilares y cerramientos.

La instalación se encuentra situada en el Polígono Industrial “El Garrotal” en el

T.M. de Palma del Río (Córdoba), a una altura topográfica de 56 m, desarrollada sobre

una planta rectangular de 78 ⋅ 34 m.

2. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS Y DE DISEÑO.

2.1 Características generales de la nave.

La estructura de la nave constará de 12 cerchas metálicas tipo española

peraltada que cubren 34 m de luz, con separación de 6,5 m, excepto las dos centrales

que estarán sobre los pilares centrales que materializarán la junta de dilatación, estando

separados 1 cm.

Dichas cerchas estarán dispuestas sobre pilares metálicos de 5,5 m de alto, y

ancladas en cimentaciones de hormigón en masa. Las cerchas y cubiertas dispondrán

de un ángulo de vertiente de 3,36 º.

Será cerrada transversalmente por sendos muros hastiales.


2

2.2 Materiales de construcción.

2.2.1 Acero.

El acero a emplear en la cercha y en los pilares que la soportan será del tipo

A-42b, tal y como se especifica en la Norma NBE-EA 95: Estructuras de acero en

la edificación.

Las características del acero empleado son:

- Límite elástico σe = 2600 kp cm-2.

- Módulo de elasticidad: E = 2,1·106 kp cm-2

- Módulo de elasticidad transversal: G = 8,1·105 kg cm-2

- Coeficiente de Poisson: ν = 0,30

Para las armaduras del hormigón armado se utilizarán barras corrugadas de

acero AEH-400-N, según la Norma EH-91 (*): Instrucción para el proyecto y la

ejecución de obras de hormigón en masa o armado. Dichas armaduras se

caracterizarán por:

- Límite elástico: fyk = 4.100 kp cm-2.

2.2.2 Hormigón.

El hormigón empleado tanto en cimentaciones como en soleras será del tipo

H-175, según la Norma EH-91(*). Sus características son las que se indican a

continuación:

- Resistencia característica a compresión: fck = 175 kp cm-2.


3

- Peso específico: γ = 2.400 kp m-3.

La dosificación del hormigón cumplirá la siguiente proporción:

• Cemento P-450: 270 kp m-3

• Agua: 200 kp m-3

• Arena: 630 kp m-3

• Grava: 1.300 kp m-3

Así pues, la densidad de este hormigón se estimará en 2.400 kp m-3.

(*) Nota: La Instrucción EH-91 ha sido sustituida por la Instrucción de Hormigón Estructural

(EHE), pero su obligatoriedad comienza en Enero de 2.000, por lo que en este proyecto, los cálculos

se realizarán de acuerdo a la EH-91.

2.3 Estructura de la nave.

2.3.1 Cubierta.

El material de cubierta empleado será chapa grecada de acero galvanizado

con tratamiento lacado que evite la corrosión, con solape de 20 y 10 cm y 0,6 mm de

espesor, de acuerdo con la Norma NTE-QTG (1976): Cubiertas. Tejados

galvanizados. Los valores de resistencia según dicha norma son:

♦ Inercia: I = 32,968 cm4

♦ Módulo resistente: R = 9,409 cm3


4

Esta chapa se dispondrá en placas de dimensiones 12 ⋅ 0,63 m de ancho. Las

correas se sujetarán a la chapa mediante ganchos de acero galvanizado que la

perforen en la cresta de la greca.

El peso de tal placa es de 7,85 kp m-2, de forma que se considerará en los

cálculos un peso del material de cubierta de 10 kp m-2, en el que se incluyen todos

los elementos auxiliares de fijación.

La utilización de chapas de acero como material de cubierta, supone ciertas

ventajas:

- Mayor resistencia, permitiendo una mayor separación entre correas.

- Ligereza y por tanto estructuras menos pesadas.

- Soluciones constructivas más económicas.

- Buen aislamiento térmico.

2.3.2 Correas.

Como correas se dispondrán perfiles IPE que se calculan como vigas

continuas de tres tramos, teniendo en cuenta la flexión que se limitará mediante el

arriostramiento con tensores, por lo que no es necesario el cálculo de la flecha

máxima en el plano de arriostramiento.

Se dispondrán 7 correas por vertiente, siendo la distancia entre las mismas

2,84 m en vertiente y 2,83 m en planta.


5

2.3.3 Cerchas.

Como se indicó anteriormente, se dispondrán 11 cerchas metálicas tipo

española, cubriendo 34 m de luz y separadas 6,5 m. Dichas cerchas estarán formadas

por perfiles cuadrados, regulados por la Norma NBE-EA 95.

Dichas cerchas se diseñarán con ambos apoyos fijos, sobre pilares de altura

5,5 m para ambos lados de la cercha.

2.3.4 Pilares.

Los pilares de la nave serán perfiles metálicos del tipo HEB. Se dispondrán

11 pilares (uno de ellos doble, para materializar la junta de dilatación) distanciados

6,5 m en el sentido longitudinal de la nave y 7 pilares equidistantes 5,66 m en los

muros hastiales.

Se considerarán empotrados en la cimentación y unidos a las cerchas por

apoyos fijos.

2.3.5 Muros hastiales.

Los cerramientos de los extremos de la nave se harán por medio de muros

hastiales que soportarán la acción del viento.

Estos muros hastiales, también denominados muros “piñón”, se conformarán

mediante dos pilares extremos del mismo perfil que los pilares que sustentan las

cerchas y cinco pilares intermedios, separados 5,66 metros, que dividen el muro en

paños de menor dimensión, unidos todos mediante un dintel en cabeza.


6

2.3.6 Cimentaciones.

La cimentación se realizará con hormigón H-175. Estará formada por:

- Pozos de cimentación en la base de los pilares. La unión de ambos se

hará por medio de placas de asiento y pernos de anclaje. Se

proyectará un tipo de placa para los pilares que sustentan cerchas y

otro tipo para los pilares intermedios del muro hastial.

- Zunchos perimetrales que unirán entre sí los pozos de cimentación

por su parte superior a lo largo del perímetro de la nave.

2.3.7 Arriostramientos.

Se dispondrán arriostramientos en cubierta y en fachadas con objeto de

mantener la estabilidad longitudinal de la nave.

Los arriostramientos en cubierta evitarán el vuelco de los pórticos por una

posible acción del viento sobre los muros hastiales.

Para los arriostramiento de la fachada se dispondrán cruces de San Andrés,

transmitiendo los esfuerzos a la cimentación.

2.3.8 Soleras.

El revestimiento del suelo en el interior de la nave se realizará de acuerdo con

la Norma NTE-RSS (1.973): Revestimientos de Suelos. Soleras. Se propone para ello

una solera semipesada, que se compone de:

- Grava, con tamaño de árido inferior a 2 cm, formando capa compacta


7

de 20 cm de espesor, extendida sobre suelo limpio y compactado.

- Arena de río, con tamaño máximo de grano de 0,5 cm, formando una

capa de nivelación de 2 cm de espesor, extendida sobre la capa de

grava.

- Losa de hormigón H-175 de 10 cm de espesor con malla electrosoldada.

- Tratamiento superficial antidesgaste, antideslizante y anticorrosivo, con

un pavimento continuo por tratamiento de resinas epoxi.

- En la zona de oficinas, laboratorio y servicios se colocarán baldosas de

terrazo sobre capa de mortero.

2.3.9 Cerramientos.

Los cerramientos exteriores se realizarán por medio de bloques huecos de

cemento de 24 cm de espesor, con un peso específico aparente igual a 1500 kg m-3. Las

dimensiones de los bloques serán 49 ⋅ 24 ⋅ 19, unidos con mortero de cemento y arena

en proporción 1:6. En su lado interior irá guarnecido y enlucido con yeso Y 25,

mientras que la cara exterior irá al descubierto.

En las dependencias interiores de dispondrá fábrica de ladrillo de 10 cm de

espesor con enlucido de yeso Y-25 por cada lado. Las paredes, una vez enlucidas, irán

pintadas con dos manos de pintura.

Las separaciones interiores en los aseos se harán con ladrillo hueco de 4 cm de

espesor.

La zona de servicios y el laboratorio estarán alicatados hasta el techo con

azulejo blanco de 15 ⋅ 15 cm.


8

2.3.10 Falsos techos.

En la zona de oficinas, así como en el laboratorio y en control de calidad, se

dispondrá un falso techo a 3 m de altura. En la sala de elaboración, así como en los

almacenes, taller, sala de máquinas y sala de cuadros de baja tensión se colocará a 5 m.

Consta de un panel rígido de lana de vidrio aglomerada con resinas

termoendurecidas, con la cara vista recubierta de PVC blanco pegado con cola

ignífuga, decorativo, aislante y de gran absorción acústica.

3. ACCIONES CONSIDERADAS EN LOS CÁLCULOS.

3.1 Valores característicos de las acciones.

Según la Norma NBE AE-88: Acciones en la Edificación, las acciones a

considerar en los cálculos son las siguientes:

3.1.1 Acciones gravitatorias.

3.1.1.1 Cargas permanentes.

Las cargas permanentes son las debidas al peso propio del elemento

resistente y a todos aquellos elementos constructivos que descansen sobre él.

- Material de cubierta: Solape de 20 cm longitudinal y 10 cm

transversal.

Se tomará un valor de 10 kp m-2 en planta.


9

- Estructura metálica: Se estima el peso aproximado de la cercha en

15 kp m-2.

- Techos: Los techos de las cámaras aisladas y los falsos techos de

escayola de las demás salas se dispondrán colgados de las cerchas

mediante una vigas reticulares, como se indica en Plano

correspondiente. Se estima un peso de 10 kp m-2 en planta

correspondiente al peso de dichos techos.

- Correas: Se estima el peso propio aproximado de las correas en

5 kp m-2.

3.1.1.2 Carga de nieve.

La sobrecarga de nieve viene impuesta por la altitud topográfica,

correspondiendo en este caso una sobrecarga de 40 kp m-2, y teniendo en cuenta que no

existen resaltos que impidan el deslizamiento de la misma por la superficie de la

cubierta, se considera que la sobrecarga por m2 de proyección horizontal es:

p ⋅ cos α = 40 ⋅ cos 3,36 º = 39,93 kp m-2

Se tomará un valor de 40 kp m-2

3.1.2 Acción del viento.

3.1.2.1 Carga de viento sobre la fachada.

Habrá de considerarse una presión p a barlovento y una succión s a sotavento,

ambas cargas uniformemente repartidas por metro cuadrado de fachada. Dichos valores


10

de presión y succión se obtienen como resultado del fraccionamiento de una carga de

viento q, obtenida en función de la altura de la nave sobre el nivel del suelo, de la zona

eólica y de la situación topográfica de la misma y pueden verse en la tabla nº1.

Tabla nº1.- Carga de viento sobre la fachada.

Zona eólicaSituación

topográfica

Altura

(m)

Velocidad

(m s-1)

q

(kp m-2)

W Normal 9 28 65

Se obtiene:

3.1.2.2 Cargas de viento sobre la cubierta.

La nave de la industria a proyectar poseerá una altura de coronación de 10 m,

con una pendiente de cubierta de 5,88% (α = 3,36 º).

Teniendo en cuenta que sólo se dispondrán ventanas en la zona de oficinas y en

la zona de vestuarios y comedor, se toma la edificación con menos del 33% de huecos.

De acuerdo a la Norma NBE AE-88 se obtienen los siguientes datos:

2

2

mKp

,6 21q 31

s

mKp

3,43q 32

p

==

==


11

siendo:

m → Carga de viento a barlovento.

n → Carga de viento a sotavento.

Debido a que la nave se construirá empleando cerchas con dos apoyos fijos, la

estructura a efectos de cálculo se puede considerar simétrica. Los valores de sobrecarga

total de viento sobre cada superficie, para cada una de las hipótesis que contempla la

Norma se representan en la Figura nº1.

Figura nº1-a.- Acción del viento sobre fachada y cubierta (Hipótesis A).

22

22

mKp

51- n ; mKp

47- m B Hip

mKp

13- n ; mKp

9- m A Hip

==

==

α

α

-9 kp m-2 -13 kp m-2

43,3 kp m-2 21,6 kp m-2


12

Figura nº1-b.- Acción del viento sobre fachada y cubierta (Hipótesis B).

3.1.3 Acciones térmicas y reológicas.

Según la Norma NBE AE-88, pueden no considerarse acciones térmicas y

reológicas cuando se disponen juntas de dilatación, de manera que la distancia entre

estas juntas no superen los 40 m. En la estructura a proyectar, la dimensión mayor es

de 78 m, por lo que se colocará una junta de dilatación a 39 m del muro hastial.

Debido a que se trata de una cercha con dos apoyos fijos y con 34 m de luz,

se ha de considerar una acción X debida a la dilatación del tirante por efecto de la

temperatura, cuyo cálculo se abordará en el dimensionamiento de los tirantes

(apartado 4.2.2.2).

3.1.4 Acciones sísmicas.

Según la Norma NCSE-94 “Normas de construcción sismorresistente”, no es

obligatoria la aplicación de esta norma en construcciones de importancia moderada,

ni en las demás construcciones cuando la aceleración sísmica de cálculo ac sea

inferior a 0,06g, como ocurre en nuestro caso, en el que ésta vale 0,04g.

-47 kp m-2 -51 kp m-2

43,3 kp m-2 21,6 kp m-2


13

El valor de ac se calcula por la expresión:

ac = ρ ⋅ ab

siendo:

ab → Aceleración sísmica básica (0,04g).

ρ → Coeficiente de riesgo, definido como (t/50)0,37, donde t es la vida

útil de la edificación (50 años).

3.2 Ponderación de las acciones y combinaciones de hipótesis .

En cuanto a la ponderación de acciones y combinación de hipótesis, se tiene

en cuenta lo que indica la Norma NBE EA-95 “Estructuras de acero en la

edificación”, recogiéndose en la tabla nº2 los coeficientes de ponderación.

Tabla nº2.- Coeficientes de ponderación.

HIPÓTESIS Acciones EfectoCoeficiente de

Ponderación

ICargas Permanentes

Carga de nieve

Desfavorable

Desfavorable

1,33

1,50

II

Cargas Permanentes

Carga de nieve

Cargas de viento (Hip A)

Desfavorable

Desfavorable

Desfavorable

1,33

1,50

1,50


14

Tabla nº2 (Cont.)

III

Cargas Permanentes

Carga de nieve

Cargas de viento (Hip B)

Desfavorable

Desfavorable

Desfavorable

1,33

1,50

1,50

IVCargas Permanentes

Cargas de viento (HipA)

Favorable

Desfavorable

1,00

1,50

VCargas Permanentes

Cargas de viento (Hip B)

Favorable

Desfavorable

1,00

1,50

En el cálculo de las cimentaciones se considerarán los coeficientes de

seguridad para los estados límites últimos recogidos en la norma EH-91:

- Coeficiente de minoración del acero, γs = 1,15.

- Coeficiente de minoración del hormigón, γc = 1,50.

- Coeficiente de mayoración de las acciones, γf = 1,60.

4. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA.

4.1 Características generales de la estructura.

- Luz libre entre pilares: 34 m.

- Separación entre pilares: 6,5 m.

- Altura de los pilares: 5,5 m.

- Angulo de vertiente: 3,36 º.


15

- Correas: IPE continuos de tres tramos.

- Material de cubierta: Chapa grecada, con solape de 20 cm

longitudinal y 10 cm transversal y 0,6 mm de espesor.

- Situación topográfica: normal, zona eólica W (NBE AE-88).

- Edificio con menos del 33% de huecos.

- Estructura metálica: Cercha triangular tipo española peraltada.

4.2 Cubierta.

Se diseña una cubierta ligera con cercha tipo española peraltada, compuesta

por 12 tramos de 2,83 m de longitud que darán un total de 34 m, que es la luz a

salvar.

Dicha cercha se diseña ambos apoyos fijos, trabajando mejor y más fáciles

de materializar que los apoyos móviles en cerchas de grandes luces, que van sobre

pilares de 5,5 m de altura.

Sobre estas cerchas se apoya el material de cubierta.

En la figura nº2 puede verse la distribución de nudos y barras en la cercha.

Figura nº2. Distribución de barras y nudos en la cercha.


16

4.2.1 Dimensionamiento de las correas.

4.2.1.1 Evaluación de las acciones.

Cargas permanentes (qperm):

- Peso del material de cubierta (chapa grecada de 0,6 mm) ........ 10 kp m-2

- Peso propio correas ...................................................................... 5 kp m-2

- Peso falsos techos ...................................................................... 10 kp m-2

Cargas de nieve (qnieve):

- Sobrecarga de nieve ................................................................... 40 kp m-2

Cargas de viento (qviento):

- Sobrecarga de viento Hip A:

Presión a barlovento (m) ............................................................ -2 kp m-2

Succión a sotavento (n) ............................................................ -13 kp m-2

- Sobrecarga de viento Hip B:

Succión a barlovento (m) ..........................................................-48 kp m-2

Succión a sotavento (n) .............................................................-51 kp m-2

La hipótesis de carga más desfavorable resulta ser:

Q* = 1,33 qperm + 1,5 qnieve

La separación en planta de las correas es de 2,83 m, por lo que los valores

característicos de las cargas por metro lineal son:


17

qperm = 2,83 (10 + 5 + 10) = 70,75 kp m-1

qnieve = 2,83 ⋅ 40 = 113,2 kp m-1

Dado que la carga de viento es normal al plano de la cubierta y la separación

entre correas en dicho plano es de 2,84 m, el valor característico de dicha carga por

metro lineal de vertiente es de:

qviento = 2,84 ⋅ (-2) = -5,68 kp m-1 de vertiente

Los valores ponderados de las cargas son:

q* = 1,33 ⋅ 99,05 + 1,5 ⋅ 113,2 = 263,9 kp m-1

q*viento = 1,5 ⋅ (-5,68) = -8,52 kp m-1

Descomponiendo las acciones gravitatorias en sus componentes normal y

tangencial se tiene:

q*N = q* ⋅ cos α = 263,9 ⋅ cos 3,36 º = 263,44 kp m-1

q*T = q* ⋅ sen α = 263,9 ⋅ sen 3,36 º = 15,47 kp m-1

4.2.1.2 Cálculo de las solicitaciones.

Las correas se consideran vigas continuas de tres tramos en el sentido

perpendicular a la vertiente, y vigas continuas de seis tramos en el sentido de la

vertiente, debido a la acción de los tensores.

Así pues, los correspondientes momentos serán:

1042L

Q 11M ;

10L Q

M

2

*T

*T

2*N*

N

==


18

siendo:

L → Distancia entre cerchas (6,5 m).

Por lo que el flector ponderado en el plano de la correa y en el plano de la

cubierta son, respectivamente:

4.2.1.3 Dimensionamiento de las correas.

Se harán las comprobaciones a resistencia y de flecha en el perfil

predimensionado, seleccionándolo en caso de cumplir las restricciones.

Comprobación a resistencia.

El predimensionamiento se efectúa con un perfil laminado IPE 140, con las

siguientes características:

- Peso = 12,9 kp m-1

- A = 16,4 cm2

- Ix = 541 cm4

- Wx = 77,3 cm3

- ix = 5,74 cm

- Wy = 12,3 cm3

m kp 28,17104

25,6

47,15 11M

m kp 03,113.110

6,5 44,263M

2

*T

2*N

=

⋅

=

=⋅=


19

- iy = 1,65 cm

Ha de cumplirse que la tensión ponderada calculada σ* no supere la resistencia

de cálculo del acero (σc = 2.600 kp cm-2).

Comprobación a flecha.

En las correas ha de cumplirse que la flecha admisible sea inferior a L/250,

pero se comprobará únicamente en el plano perpendicular a la vertiente, ya que se

evitará una flecha excesiva mediante la acción de tensores. Es decir:

La expresión que define la flecha que se produce en una viga continua de 3

tramos en el plano de la misma es:

siendo:

f → Flecha máxima (cm).

q → Carga característica sin mayorar normal al ala de la viga (kp cm-1).

L → Luz de cada tramo de la viga continua (650 cm).

E → Módulo de elasticidad del acero (2,1 ⋅ 106 kp cm-2).

Ix → Momento de inercia respecto del eje de deformación (541 cm4).

La carga que actúa sobre la viga sin mayorar se obtiene de la siguiente forma:

c2y

*y

x

*x*

cmkp

37,580.13,12

728.13,77

303.111W

M

WM σ≤=+=+=σ

cm 4,2250L

f admisible =<

x

4

I E 384L q 5

2513

f =


20

q = qperm + qnieve = 70,75 + 113,2 = 183,95 kp m-1 de planta

qN = q ⋅ cos α = 183,95 ⋅ cos 3,36 º = 183,63 kp m-1 de vertiente

qviento = -5,68 kp m-1 de vertiente

QN = qN + qviento = 177,95 kp m-1 = 1,78 kp cm-1

Aplicando la expresión por la que se obtiene la flecha:

f = 1,9 < 2,4 cm

Luego el perfil elegido es válido.

4.2.2 Dimensionamiento de la cercha.

Se proyecta una cercha a dos aguas, tipo belga, con ambos apoyos fijos y que

posee las siguientes características:

- Luz: 34 m.

- Ángulo de vertiente: 3,36 º.

- Separación entre cerchas: 6,5 m.

- Número de correas: 7 por vertiente.

- Separación entre correas: 2,84 m en vertiente; 2,83 m en planta.

Sobre la estructura se apoyarán las correas y la cubierta, así como el peso de los

falsos techos, descansando el conjunto sobre pilares metálicos.

Los apoyos fijos de la cercha sobre el pilar se materializa mediante una placa

que se atornilla al pilar.


21

4.2.2.1 Evaluación de acciones.

Cargas permanentes (qperm)

- Peso del material de cubierta (chapa grecada de 0,6 mm) .................. 10 kp m-2

- Peso falsos techos ............................................................................… 10 kp m-2

- Peso propio cercha + correas .......................................................... 7,5+5 kp m-2

Peso total: 42,5 kp m-2

Cargas de nieve (qnieve)

- Sobrecarga de nieve ............................................................................. 40 kp m-2

Cargas de viento (qviento)

- Sobrecarga de viento Hip A:

Presión a barlovento (m) ...................................................................... -9 kp m-2

Succión a sotavento (n) ...................................................................... -13 kp m-2

- Sobrecarga de viento Hip B:

Succión a barlovento (m) ................................................................... -47 kp m-2

Succión a sotavento (n) ...................................................................... -51 kp m-2

4.2.2.2 Cálculo de solicitaciones.

Para el cálculo de las solicitaciones se usará el programa informático “Séneca”,

desarrollado en el Dpto. de Ingeniería Rural de la ETSIAM de Córdoba.

Dicho programa permite la resolución de cerchas isostáticas solicitando la

introducción de datos como tipo de cercha, dimensiones de la misma, cargas a las que


22

está sometida la estructura y combinación de hipótesis, ofreciendo posteriormente un

listado completo de coordenadas de los nudos, conectividades de las barras, cargas

características, cargas ponderadas, axiales ponderados y dimensionamiento.

Al final del presente anejo se muestra el listado correspondiente a la estructura

proyectada, resumiéndose los resultados en la siguiente tabla:

Tabla nº 3.- Esfuerzos para las combinaciones en las barras.

Máxima Tracción (kp) Máxima Compresión (kp)

Pares 11.319,4 27.799,6

Tirantes 27.182,1 11.406,5

Montantes 4.634,5 11.406,6

Diagonales 14.802,9 5.961,6

Dimensionamiento de los tirantes.

Para el dimensionamiento de los tirantes se ha de considerar una fuerza X

debida a la dilatación del tirante por efecto de la temperatura, utilizándose para su

cálculo la siguiente expresión:

siendo:

X → Acción horizontal debida a la dilatación del tirante por efecto de la

temperatura (kp).

tp

3

A EL

I E 3H 2

ÄT L áX

+

⋅⋅=


23

α → Coeficiente de dilatación térmica (0,000012 cm m-1 ºC -1).

L → Luz de la cercha (3.400 cm).

∆T → Incremento de temperatura (ºC).

E → Módulo de elasticidad (2,1 ⋅ 106 Kg cm-2).

H → Altura del pilar (5.500 cm).

Ip → Momento de inercia del pilar HEB 200 (5.696 cm4).

At → Area del tirante (14,8 cm2).

El valor de tal acción es: X = 108,71 kp.

Debido a que el programa utilizado para el dimensionamiento de las distintas

barras que constituyen la estructura no considera tal acción, se comprobará a

continuación el dimensionamiento obtenido para los tirantes.

Las barras más desfavorables son las siguientes:

o Barra nº 22:

- Máxima tracción: N* = 27.182 kp

- Longitud: L = 283 cm

o Barra nº 28:

- Máxima compresión: N* = 11.406,5 + X = 11.515 kp

- Longitud: L = 283 cm

Se obtuvo con el programa el perfil #120 ⋅ 4, que tiene los siguientes valores

estáticos:

- A = 18 cm2

- i = 4,7 cm


24

- W = 66,2 cm3

- Peso = 14,1 kp m-1

Para la barra nº 22, la tensión máxima a tracción será:

Para la barra nº 28, la esbeltez será:

y el coeficiente de pandeo del acero A-42b será: ω73 = 1,22.

La tensión máxima a compresión será de:

Se debe cumplir también la condición de pandeo lateral de los tirantes, ya

que no está restringido en ningún modo el pandeo en el plano perpendicular a la

cercha.

Para evitar que se dé una excesiva longitud de pandeo, se arriostran una serie

de nudos de una a otra cercha. Se dispondrán tensores en los nudos 7, 14 y 20, tal y

como se ven en los correspondientes planos.

De este modo, la longitud de pandeo en este plano perpendicular a la cercha

es de 5,66 m.

La barra más desfavorable para este caso es también la barra 28, siendo la

tensión máxima de compresión: N* = 11.515 kp.

21,607,4

283 ==λ

22 cmkp

2.600cmkp

,7263918

11.515ó <==∗

22

*t*

cmkp

600.2cmkp

11,510.118182.27

AN <===σ


25

Con el mismo perfil, la esbeltez sería:

y el coeficiente de pandeo del acero A-42b será: ω120 = 2,67.

La tensión máxima en la barra asciende a:

Se indica entonces que los arriostramientos aprovechan muy bien la

capacidad de los perfiles.

En la tabla nº4 se recogen los perfiles que se utilizarán para cada uno de los

distintos elementos de la cercha.

Tabla nº4.- Perfiles utilizados para cada elemento de la cercha.

Barras Perfil

Pares # 120 ⋅ 4

Montantes # 80 ⋅ 3

Diagonales # 80 ⋅ 3

Tirantes # 120 ⋅ 4

4.3 Comprobación de peso de la estructura.

El peso total de cada una de las cerchas asciende a 1.455,9 kp, por lo que:

4,12070,4

566 ==λ

22 cmkp

2.600cmkp

06,780.118

2,6711.515ó <=⋅=∗

2mkp

6,59 6,5 34

9,455.1 =⋅


26

Este valor es relativamente inferior al supuesto en el cálculo de la cercha, que

fue de 7,5 kp m-2, si bien hay que considerar que en la construcción de la cercha se

producen soldaduras quedando este sobrepeso incluido en el valor supuesto.

5. CÁLCULO DE LOS PILARES QUE SUSTENTAN LA CERCHA.

5.1 Características generales de la estructura.

Los pilares que sustentarán las cerchas, irán empotrados en unos pozos de

cimentación por medio de una placa de asiento y unos pernos de anclaje.

Las cargas que actúan sobre los pilares serán las que transmite la cercha y las

que transmite el viento sobre el cerramiento, que se supone que el pilar lo resiste

íntegramente.

El predimensionamiento de los pilares se realiza con un perfil HEB 200 de

características:

- Peso = 120 kp m-1 - ix = 8,54 cm Wx = 570 cm3

- A = 78,1 cm2 - iy = 5,07 cm Wy = 200 cm3

5.2 Evaluación de acciones.

Acciones en los apoyos debidas a la cercha.

Las reacciones horizontales (HC, HD) y verticales (VC, VD) en los apoyos se

obtienen del listado del programa informático utilizado y aparecen recogidas en la tabla

nº4.


27

Acción horizontal debida al viento.

qv* = 1,5 ⋅ 65 kp m-2 ⋅ 6,5 m = 633,75 kp m-1

Acción horizontal debida al incremento de temperatura.

Puesto que se trata de una cercha con dos apoyos fijos y con 34 m de luz, se ha

de considerar una acción X debida a la dilatación del tirante por efecto de la

temperatura, acción que se obtiene de la expresión anteriormente utilizada en el

dimensionamiento de los tirantes, cuyo valor es de 108,71 kp.

5.3 Cálculo de las solicitaciones.

Las solicitaciones máximas obtenidas en los pilares que ofrece el listado del

programa Séneca, se recogen en la tabla nº4.

Tabla nº4.- Solicitaciones en los pilares.

SOLICITACIONES VALOR MÁXIMO(kp)

TAC 593,4

TBD 1028,8

Mc 9.649,1

MD 8.850,9

Hc -2.915,4

HD -2.189,7

Vc 9.748,3

VD 9.417,9


28

En la figura nº3 se observa dónde se producen dichas solicitaciones.

Figura nº3.- Solicitaciones en los pilares.

Las solicitaciones que se producen en el pilar se verán incrementadas por la

consideración del peso propio del pilar, así como de la acción X producida por el

incremento de temperatura.

Con todo ello, se obtienen las siguientes solicitaciones en los pilares:

N* = Vc + peso propio = 9.748,3 + 5,5 ⋅ 61,3 = 10.085,45 kp

T* = Hc = 2.915,4 kp

M* = Mc + 5,5 ⋅ X = 9.649,1 + 5,5 ⋅ 108,71 = 10.247,0 kp m

TAC TBD

Hc

Vc

Mc

HD

MD

VD


29

5.4 Dimensionamiento de los pilares.

5.4.1 Comprobación del pandeo del pilar en el plano de la cercha (eje de pandeo X).

Se calcula la esbeltez mecánica con la siguiente ecuación:

La longitud de pandeo del pilar en dicho plano es:

lp =β ⋅ l = 2 ⋅ 550 = 1.100 cm

β =2, por modelizarse como una barra empotrada - libre

La esbeltez mecánica será:

Para este valor de esbeltez, el coeficiente de pandeo del acero A-42b es:

ω129 = 3.

5.4.2 Comprobación del pandeo del pilar en el plano de la cercha (eje de pandeo Y).


lp =β ⋅ l = 0,7 ⋅ 550 = 385 cm

β =0,7 por modelizarse como una barra empotrada - articulada


x

p

x i

lë =

128,88,54

1.100i

lë

x

p

x ===


30


ω68 = 1,3.

Como este valor de esbeltez es menor empleamos el calculado en el apartado

anterior.

6.4.3 Comprobación de resistencia.

Por lo tanto, el perfil será aceptado.

6. MUROS HASTIALES.

6.1 Generalidades.

Los muros hastiales o muros piñón son aquellos que cierran la nave en su

sentido transversal, paralelos a las cerchas, con estabilidad suficiente para frenar la

acción del viento.

Estos muros se proyectan de modo que sobre unos pilares extremos descansa

un dintel ausente de cercha, apoyado también en las cabezas de unos pilares

intermedios que dividen al muro en paños de menores dimensiones.

Se proyecta un muro hastial con 2 pilares exteriores del mismo perfil que el

utilizado para los pilares que sustentan cerchas y con 5 pilares intermedios separados

87,685,59385

i

lë

y

py ===

2x cm

kp 2.600 1.966,6

57010.252,75

78,13,1 10.085,45

WM

AùN

ó <=+⋅=+=∗∗

∗


31

5,66 m entre sí.

La figura nº4 recoge un esquema de la estructura.

Figura nº4.- Estructura del muro hastial.

6.2 Cálculo de los dinteles.

Se calcularán los dinteles como barras continuas, apoyadas en los pilares, que

soportan las acciones transmitidas por las correas.

Se estudia como una barra continua de 17,03 m de longitud (17 m en planta)

con tres tramos de 5,67 m.

Se predimensionan con un perfil IPE 140 con características:

- Peso = 12,9 kp m-1

- A = 16,4 cm2

- Ix = 541 cm4

- Wx = 77,3 cm3

- ix = 5,74 cm

5,66 m

34 m

5,5 m

1 m

2,5 m


32

- Iy = 44,9 cm4

- Wy = 12,3 cm3

- iy = 1,65 cm

6.2.1 Evaluación de acciones.

El dintel recibe las acciones transmitidas por las correas que aparecen recogidas

en el apartado 4.2.1.1, siendo la hipótesis más desfavorable:

Q* = 263,9 kp m-1

La longitud de las correas asociada al hastial es de 3,75m, por tanto:

263,9 kp m-1 ⋅ 3,75 m = 989,62 kp

Como en el dintel se apoyan 7 correas por vertiente la acción sobre el dintel será:

Sumando esta cantidad al peso propio del perfil del dintel:

Q* = 406,79 kp m-1 + 1,33 ⋅ 12,9 kp m-1 = 423,93 kp m-1 de planta

QN* = Q* cos α = 423,93 ⋅ cos 3,36º = 423,2 kp m-1 de vertiente

6.2.2 Cálculo de las solicitaciones.

El momento flector que se produce en una viga continua de tres tramos es:

mkp

406,7717,03

7989,62 =⋅


33


6.2.4 Comprobación de flecha.

Al estar apoyados los dinteles en el muro hastial, no es necesario realizar esta

comprobación.

6.3 Cálculo de los pilares intermedios del hastial.

Los pilares del hastial, como se ha dicho anteriormente, se calculan como

empotrados en su base y apoyados en el dintel. Para calcularlos, se elige el de mayor

dimensión y se acepta para los demás.

El predimensionamiento de estos pilares se efectuará con un perfil HEB 160 de

características:

- Peso = 42,6 kp m-1

- A = 54,3 cm2.

- Wx = 311 cm3.

- ix = 6,78 cm.

- Wy = 111 cm3.

m 60,55kp3.110

67,52,42310

L QM

22N =⋅==∗

∗

2x cm

kp2.600.760,091

77,3136.055

WM

ó <===∗

∗


34

- iy = 4,05 cm.

6.3.1 Evaluación de acciones.

Acciones transmitidas por el dintel.

Estas acciones han sido calculadas en el apartado 6.2.1 siendo:

Q* = 423,2 kp m-1

Como la separación entre pilares es de 5,66 m, la carga sobre el pilar

intermedio será:

F* = 423,2 ⋅ 5,66 m = 2.395,31 kp

Acción horizontal debida al viento.

qv* = 1,5 ⋅ 65 kp m2 ⋅ 5,66 m = 551,85 kp m-1

6.3.2 Cálculo de las solicitaciones.

Para la consideración del pilar como una viga empotrada – apoyada, el cortante

y el momento flector producidos por una carga uniforme en la base del pilar son los

representados en la figura y se obtiene de las expresiones:

kp .587,4858

989,5518l q

MM

kp 4.966,659551,8985

l q85

RT

22

B

B

=⋅

===

=⋅⋅===


35

En la figura nº5 aparece un esquema de la carga y solicitaciones en una

viga empotrada – apoyada.

Figura nº5.- Carga y solicitaciones en una viga empotrada – apoyada.

La combinación de esfuerzo más desfavorable en el pilar central del hastial será:

N* = F* + peso propio = 2.395,31 + 1,33 ⋅ 26,7 ⋅ 9 = 2.714,91 kp

T* = 4.966,65 kp

M* = 5.587,48 kp ⋅ m

6.3.3 Dimensionamiento de los pilares.

6.3.3.1 Comprobación del pandeo del pilar en el plano perpendicular al hastial (eje de

pandeo X)


RB

<

RA

B

A

q 7 m

MB


36

lp =β ⋅ l = 0,7 ⋅ 900 = 630 cm

β = 0,7 por modelizarse como una barra empotrada - articulada



ω93 = 1,79.

6.3.3.2 Comprobación de resistencia.

Por lo tanto, el perfil será aceptado.

6.4 Cálculo de los pilares extremos del muro hastial.

El predimensionamiento de estos pilares se efectúa con un perfil HEB 200 de

características:

- Peso = 120 kp m-1

- A = 78,1 cm2.

- Wx = 200 cm3.

- ix = 5,07 cm.

- Wy = 570 cm3.

- iy = 8,54 cm.

2,9296,78630

i

lë

x

px ===

2x cm

kp2.6001.886,11

311748.558

54,3,7912.714,91

WM

A

ù Nó <=+⋅=+=

∗∗∗


37

Para quedarse del lado de la seguridad, se hace el supuesto que los pilares

extremos reciben la mitad de las acciones que recibe el pilar intermedio más

desfavorable y la mitad de las acciones que reciben los pilares que sustentan las

cerchas.

N* = 9.748,3 / 2 + 2.714,9 / 2 = 6.231,6 kp

Mx* = 5.587,5 / 2 = 2.793,8 kp m

My* = 10.247 / 2 = 5.123,5 kp m

6.4.1 Comprobación a pandeo en el plano del hastial (eje de pandeo Y).


lp =β l = 0,7 ⋅ 550 = 385 cm



ω76 = 1,4.

Como este valor de esbeltez es menor empleamos el calculado en el apartado

anterior.


765,07385

i

lë

x

px ===

600.2cmkp

46,368.2570

350.512200

380.279120

4,16,231.6W

M

WM

A

N2

y

*y

x

*

x

** <=++⋅=++

ω⋅=σ


38

Por lo tanto, el perfil era válido.

7. UNIÓN DE LOS PILARES CON LA CIMENTACIÓN.

7.1 Tipos de placas .

Los pilares metálicos transmiten los esfuerzos a la cimentación a través de una

placa de asiento y los pernos de anclaje a los pozos de cimentación.

Como se van a situar perfiles diferentes en los pilares dependiendo de si éstos

sustentan cerchas o pertenecen al hastial, también se proyectarán placas diferentes,

siendo estas:

- Placa tipo I: Para pilares que sustentan cerchas y pilares extremos del

hastial.

- Placa tipo II: Para pilares intermedios del hastial.


39

7.2 Placa tipo I.

Se calcularán la placa y los pernos usando el método propuesto por la

Norma AE-95, de anclaje considerando las acciones que actúan sobre los pilares que

sustentan las cerchas y posteriormente se comprobará para los pilares extremos del

hastial.

Se predimensiona con una placa de asiento metálica, de 45 ⋅ 45 cm, la cual se

anclará al pozo de cimentación mediante 4 pernos roscados a cada lado de 30 mm de

diámetro y 90 cm de longitud.

7.2.1 Acciones características.

Se emplearán las acciones consideradas en el cálculo de los pilares, pero minoradas

para pasarlas a características.

kp 9,203.74,1

45,085.104,1

NN ===

∗

kp 1.943,61,5

2.915,41,5T

T ===∗

m kp 6.831,31,5

10.2471,5M

M ===∗


40

7.2.2 Dimensionamiento de la placa de asiento.

7.2.2.1 Comprobación de presión sobre la cimentación.

Se supone que sólo se comprime 1/4 de la placa de sustentación y que en ese

espacio la distribución de tensiones σc es constante, por lo que la ley que se propone

para el cálculo de la tensión máxima en la cimentación es:

siendo:

σc → Tensión de la placa sobre la cimentación (kp cm-2)

e0 → Excentricidad (cm). Se calcula con la siguiente ecuación:

a → Longitud de la placa (45 cm)

b → Anchura de la placa (45 cm)

σ adm hormigón → Tensión admisible sobre el hormigón (kp cm-2). Se utilizará

H-175 en los pozos de cimentación. Se calcula con la siguiente

ecuación:

Se obtiene un valor final de presión:

hormigón adm

0

c óm b

4a

g2a

eNó ≤

−+⋅

=

cm 8,949,203.7

130.683NM

e0 ===

2fc

ckhormigón adm cm

kp 68,54

6,15,12,19,0175

2,19,0f

=⋅⋅

⋅=γ⋅γ⋅

⋅σ

5,29845

9,8458a

gam =

+−=

+−=


41

7.2.2.2 Cálculo del espesor.

Teniendo en cuenta de igual modo el momento, se propone una ley que expresa

el espesor mínimo de placa:

siendo:

s → Espesor (cm)

a → Longitud de la placa (cm)

σc → Presión sobre la cimentación (kp cm-2)

σadm placa → Tensión admisible en la placa (kp cm-2). Su valor es:

Por lo tanto se obtiene que:

Se opta por una placa de dimensiones 45 ⋅ 45 ⋅ 2 cm.

68,54cmkp

85,515,2945

445

8,9245

8,949,203.7

2c <=⋅⋅

−+⋅

=σ

placaadm

2

c

ó4a

ó3s

⋅⋅

≥

2adm cmkp

733.15,1

600.2 =σ

cm 40,3733.1

445

85,513s

2

=

⋅⋅

≥


42

7.2.3 Dimensionamiento de los pernos de anclaje.

El anclamiento a los pozos de cimentación se hará con 4 pernos roscados a cada

lado de 30 mm de diámetro y 90 cm de longitud.

7.2.3.1 Comprobación de resistencia.

Los pernos se dimensionan para soportar la tensión T de tracción, que viene

dada por:

La sección total (n ⋅ As) de los pernos de anclaje será:

siendo:

n → Número de pernos a cada lado de la placa

As → Sección útil de un perno (cm2)

σadm perno → Tensión admisible por los pernos, que toma el valor de

1.000 kp cm-2 para que le deformación en la placa sea mínima.

El diámetro neto del perno es 0,86 ⋅ 30 = 25,8 mm (pérdida de un 14% del

diámetro por la rosca).

Se tiene que:

kp 16,045.199,203.7445

4585,51N4a

b T c =−⋅⋅=−σ=

222

ns cm 5,23

22,58

ð2

ðA =

⋅=

φ⋅=

pernos adms ó

TAn ≥⋅


43

Por lo tanto se verifica finalmente que:

7.2.3.2 Condición de adherencia.

Se ha de cumplir que:

siendo:

T → Tensión de tracción (kp)

lb → Longitud de los pernos (cm)

u → Perímetro de los pernos (cm)

τbm → Tensión media de adherencia admisible para barras lisas (kp cm-2)

Se tiene que:

u = π ⋅ φ = π ⋅ 3 = 9,42 cm

Por lo que se verifica que:

22s cm 04,19

000.1

16,045.19cm 91,2023,54An =>=⋅=⋅

cm 836,0899,424

19.045,16cm 90lb =

⋅⋅>=

bm

b ôunT

l⋅⋅

≥

2ckbm cmkp

089,617546,0f 0,46ô =⋅==


44

7.2.4 Comprobación de la validez de la placa tipo I para el pilar extremo del hastial.

Se emplearán las acciones consideradas en el cálculo de estos pilares recogidas

en el apartado 6.4, pero minoradas para pasarlas a características.

Los valores aquí obtenidos son inferiores a los que se usaron para el

dimensionamiento de la placa, por lo que la validez de la placa se hace patente. No

obstante, se ha de realizar una comprobación de validez para el Mx, que actúa en un

sentido en el cual la placa sólo posee dos pernos.

7.2.5 Comprobación de presión sobre la cimentación.

Se tiene que:

a = b = 45 cm

Se obtiene un valor final de tensión máxima en la cimentación de:

kp 1,451.44,1

6,231.64,1

NN ===

∗

kp 5,862.15,1

8,793.25,1

TT ===

∗

kp 6,415.35,1

5,123.55,1

MM ===

∗

cm 84,411,451.4

250.186NM

e0 ===

68,54cmkp

25,165,2945

445

8,9245

84,411,451.4

2c <=⋅⋅

−+⋅

=σ


45

7.2.6 Comprobación de espesor.

Por lo que es válido el espesor de 2 cm.

7.3 Placa tipo II.

Esta placa se ubicará en la sujeción de los pilares intermedios de los hastiales a

los pozos de cimentación.

Se efectúa un predimensionamiento con una placa metálica de 40 ⋅ 40 cm, que

se anclará al pozo de cimentación con 4 pernos roscados a cada lado de 25 mm de

diámetro y 80 cm de longitud.


Se emplearán las acciones consideradas en el cálculo de los pilares, pero

minoradas para pasarlas a características.

cm 89,1733.1

445

16,253s

2

=

⋅⋅

≥

kp 1.939,221,4

2.714,911,4N

N ===∗

kp .311,131,5

4.966,651,5T

T ===∗

mkp 3.7251,5

5.587,481,5M

M ⋅===∗


46

7.3.2 Dimensionamiento de la placa de asiento.

7.3.2.1 Comprobación de presión sobre la cimentación.

Se tiene que:

a = b = 40 cm

Se obtiene un valor final de tensión:

7.3.2.2 Cálculo del espesor.

Se tiene que:

Se opta por una placa de dimensiones 40 ⋅ 40 ⋅ 3 cm

cm 192,091.939,22372.500

NM

e0 ===

25,2840

9,840m =

+−=

2f c

ckhormigón adm m

kp 68,54

6,15,12,19,0175

ãã 1,20,9f

ó =⋅⋅

⋅==

68,54cmkp

92,382,2540

440

8,9240

09,192 22,939.1

2c <=⋅⋅

−+

=σ

cm 2,61.733

440

38,923s

2

=

⋅⋅

≥


47

7.3.3 Dimensionamiento de los pernos de anclaje.

7.3.3.1 Comprobación de resistencia

Los pernos se dimensionan para soportar la tensión T de tracción, que viene

dada por:

La sección total (n ⋅ As) de los pernos de anclaje será:

El diámetro neto del perno es 0,86 ⋅ 25 = 21,5 mm (pérdida de un 14% del

diámetro por la rosca).

Se tiene que:

Por lo tanto se verifica finalmente que:

7.3.3.2 Condición de adherencia.


kp 78,628.1339,939.14

404038,92N

4a

b T c =−⋅⋅=−σ=

2

22

ns cm ,633

22,15

ð2

öðA =

⋅=

⋅=

22s cm 63,13

000.178,628.13

cm 14,5263,34An =>=⋅=⋅

bmb ôun

Tl

⋅⋅≥

pernos adms ó

TAn ≥⋅


48

Se tiene que:

u = π ⋅ φ = π ⋅ 3 = 9,42 cm

Por lo que se verifica que:

8. CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN.

8.1 Generalidades.

Se va a realizar una cimentación con pozos de hormigón H-175, unidos entre sí

mediante zunchos perimetrales que además servirán de apoyo a los cerramientos

exteriores.

Al igual que ocurría con las placas de asiento, al disponer de dos tipos de

pilares, se proyectarán dos tipos de pozos, siendo estos:

- Pozo tipo I: Para pilares que sustentan cerchas y pilares extremos del

hastial.

- Pozo tipo II: Para pilares intermedios del hastial.

Se estima que a la profundidad de cimentación las características del terreno

son:

- Coeficiente de balasto horizontal: kh = 1.750 T m-3

2ckbm cmkp

6,0891750,46f0,46ô =⋅==

cm 9,276,0899,423

13.628,78cm 08lb =

⋅⋅>=


49

- Coeficiente de balasto vertical: kv = 3.100 T m-3

- Coeficiente entre balastos: η = kh/kv = 0,56

- Tensión admisible del terreno: σadm = 2 kp cm-2

- Ángulo de rozamiento entre el terreno y el hormigón: φd = 30º

- Adherencia o cohesión entre el terreno y el hormigón: cd = 0

8.2 Pozo tipo I.

Se proyecta un macizo de hormigón de dimensiones 1 ⋅ 1 ⋅ 3 m.

a = b = 1 m

h = 3 m

G = (1 ⋅ 1 ⋅ 3) ⋅ 2.420 = 7.260 kp


Las acciones a considerar serán las mismas que se tuvieron en cuenta para el

cálculo de la placa tipo I:

N = 7.203,9 kp

T = 1.943,6 kp

M = 6.831,3 kp m

Las acciones características sobre la base del pozo son:

Nh = N + G = 7.203,9 + 6.050 = 13.253,9 kp

m kp 785,49

13

0,561

31.943,66.831,3

ah

ç1

hTMM 33h =

+

⋅+=

+

⋅+=


50

8.2.2 Seguridad al vuelco.

Se tiene que cumplir que:

verificándose:

8.2.3 Seguridad al deslizamiento.

Ha de cumplirse que

Y se verifica que:

5.974,14 < 13.253,9 tg 30º + 0 = 7.652,14 kp

8.2.4 Seguridad al hundimiento.


6a

NM

eh

h ≤=

m 17,061

0,0613.253,9785,49

e =<==

b a cö tgNT dhh +<

adm3

0h ó

ah

ç1 a

e 61

b aN

ó ≤

+

+⋅=

( ) ( )

kp 14,974.5

356,0136,943.13,831.6356,02

6,943.1çha

hTM2ççTT 33

22

33

2

h

−=

=⋅+

⋅+⋅⋅−=+

⋅+−=


51

siendo:

σ → Presión vertical máxima (kp cm-2)

e0 → Excentricidad ficticia (m)

Y se tiene que:

Por lo tanto se verifica que:

σ = 1,72 kp mm-2 < 2 kp mm-2

8.2.5 Seguridad al giro.


siendo:

θ → Giro que experimenta el pozo (rad).

Se tiene que:

m 0,9613.253,9

31.943,66.831,3

N

hTMe

h

0 =⋅+

=⋅+

=

23 mkp

8,249.17

13

0,5611

0,8161

1113.253,9

ó =

⋅+⋅

⋅+⋅

=

"21

hè <⋅


52

Por tanto, se verifica que:

θ ⋅ h = 3,04 ⋅ 10-3 ⋅ 300 = 0,91 cm < ½” = 1,27 cm

8.3 Pozo tipo II.

Se predimensiona con un macizo de hormigón de dimensiones 1,2 ⋅ 1,2 ⋅ 2,5 m.

a = b = 1,2 m

h = 2 m

G = (1,2 ⋅ 1,2 ⋅ 2,5) 2.420 = 8.712 kp


Las acciones a considerar serán las mismas que se tuvieron en cuenta para el

cálculo de la placa tipo II:

N = 1.939,22 kp

T = 3.311,1 kp

M = 3.725 kp m

Las acciones características sobre la base del pozo son:

Nh = N + G = 1.939,22 + 8.712 = 10.651,22 kp

3

336

33

v

1004,3

12356,01

101,31

36,943.13,831.

12hça

k b

hTMè −⋅=

⋅+⋅⋅⋅

⋅+6=+⋅+=

m kp 79,469.1

1,22,5

0,561

5,2.311,133.725

ah

ç1

hTMM 33h =

+

⋅+=

+

⋅+=


53

8.3.2 Seguridad al vuelco.

Se tiene que cumplir que:

verificándose:

8.3.3 Seguridad al deslizamiento.

Ha de cumplirse que

Y se verifica que:

4.707,53 < 10.651,22 tg 30º + 0 = 6.149,48 kp

8.3.4 Seguridad al hundimiento.


( ) ( )

kp 53,707.4 5,256,02,1

5,21,311.3725.35,256,021,311.3

hçahTMhç2

TT33

22

33

2

h

−=

=⋅+

⋅+⋅⋅−=+

⋅+−=

6a

NM

eh

h ≤=

m 17,061

0,1610.651,221.979,46

e =<==

b a cö tgNT dhh +<

adm3

0h ó

ah

ç1 a

e 61

b aN

ó ≤

+

+⋅=


54

siendo:

σ → Presión vertical máxima (kp cm-2)

e0 → Excentricidad ficticia (m)

Y se tiene que:

Por lo tanto se verifica que:

σ = 1,43 kp mm-2 < 2 kp mm-2

8.3.5 Seguridad al giro.


siendo:

θ → Giro que experimenta el pozo (rad).

Se tiene que:

m 13,110.651,22

5,2.311,133.725N

hTMe

h

0 =⋅+=⋅+=

23 mkp

77,288.14

2,15,2

0,5611,2

,13161

1,21,210.651,22

ó =

⋅+⋅

⋅+

⋅=

"21

hè <⋅

3

336

33

v

1069,3

125,256,02,1

101,32,1

5,21,311.3725.3

12hça

k b

hTMè −⋅=

⋅+⋅⋅⋅

⋅+=+⋅+=


55

Por tanto, se verifica que:

θ ⋅ h = 3,69 ⋅ 10-3 ⋅ 250 = 0,924 cm < ½” = 1,27 cm

8.4 Zunchos de cimentación.

Los pozos de cimentación se unirán por medio de zunchos perimetrales de

cimentación para impedir sus desplazamientos laterales, además de servir como base a

los cerramientos exteriores.

Se dimensionará su sección y sus armaduras longitudinales y transversales.

8.4.1 Cálculo de la sección del zuncho (Ac).

Deberá cumplir dos restricciones:

§ La sección de hormigón deberá ser tal que no se tenga que comprobar a

pandeo, por lo que la esbeltez mecánica será inferior a 10. Como la

longitud de pandeo es 0,5 ⋅ l, se tiene que cumplir :

siendo:

b → Lado menor del zuncho (cm)

l → Longitud del zuncho (cm)

Por lo tanto, como la sección deberá ser superior a 32,5 cm, se

considera Ac = 40 ⋅ 40 cm

20l

10l 0,5

b =≥

cm 32,520650

b =≥


56

§ Los zunchos deberán soportar el peso de los cerramientos exteriores de

las placas de hormigón y lo transmitirá al terreno.

El peso que deberá soportar el terreno será:

q = a b γh + h e γc

siendo:

γh → Peso específico del hormigón (2.420 kp m-3)

γc → Peso específico de las placas de cerramiento (1.500 kp m-3)

h → Altura máxima del cerramiento (m)

e → Espesor del cerramiento (m)

q = 0,4 ⋅ 0,4 ⋅ 2.240 + 7 ⋅ 1.500 ⋅ 0,20 = 2.458,4 kp m-1

La tensión que transmita el zuncho al terreno deberá ser inferior

a la tensión admisible del terreno, que a 0,5 m de profundidad se

considera de 0,75 kp cm-2.

Por lo tanto, la sección predimensionada se acepta.

8.4.2 Cálculo de la armadura longitudinal (As).

En este caso se deberán cumplir tres restricciones:

§ Los zunchos deben soportar un esfuerzo de tracción igual a la décima

parte de la carga del pozo más cargado de los que une. Por lo tanto, se

tiene que:

22 cmkp

0,75 cmkp

61,040

52,24 <=

yd

ds f

N0,1A

⋅≥


57

Se tiene que:

Nd = γf ⋅ N = 1,6 · 7.203,9 = 11.526,2 kp

Por lo tanto:

§ Debe cumplir con la condición de limitación de las armaduras

sometidas a tracción.

Se tiene:

§ Debe verificarse la condición de cuantía geométrica mínima.

As ≥ 0,004 Ac

As ≥ 0,004 ⋅ 402 = 6,4 cm2

En vista de las diferentes condiciones, la armadura longitudinal del zuncho

deberá ser mayor a 6,4 cm2.

Por tanto, se selecciona una armadura formada por 4 redondos de acero de 16

mm de diámetro: 4 φ 16 mm, siendo así la sección de la armadura transversal:

As = 8,04 cm2

2s

yk

yd cmkp

3.5651.154.100

ã

ff ===

2s cm 0,323

3.565

11.526,20,1A =

⋅≥

cyd

cds A

ff

0,08A ≥

2c

ckcd cm

kp 67,116

1,5175

ãf

f ===


58

8.4.3 Cálculo de la armadura transversal.

Se consideran para el cálculo de dicha armadura las siguientes restricciones en

cuanto a diámetro de los cercos y separación entre ellos:

§ St ≤ 0,85 d

siendo:

d → Canto útil, altura disminuida en el recubrimiento (cm).

Para una recubrimiento de 4 cm, d = 32 cm.

St ≤ 0,85 ⋅ 32 = 27,2 cm

§ St ≤ 30 cm

§ St ≤ 15 φmín

siendo:

φmín → Diámetro mínimo de la barra longitudinal más delgada

(mm).

En este caso φmin = 16 mm

St ≤ 15 ⋅ 1,6 = 24 cm

§ Para el cálculo del diámetro de las barras que forman los cercos se tiene:

φt � ¼ φtmáx

siendo:

φmáx → Diámetro de la barra longitudinal más gruesa (mm).

En este caso φmáx = 16 mm

φt � ¼ ⋅ 16 = 4 mm


59

En vista de las diferentes condiciones, la armadura transversal del zuncho

deberá tener una separación de 24 cm con unos cercos de 6 mm de diámetro.

9. CÁLCULO DE LOS ARRIOSTRAMIENTOS.

Se proyectarán arriostramientos en diferentes puntos de la estructura con objeto

de mantener la estabilidad de la misma evitando que la acción del viento sobre los

hastiales provoque el vuelco de las cerchas.

9.1 Arriostramientos en cubierta.

Se dispondrán arriostramientos en cubierta mediante cruces de San Andrés,

para mantener la estabilidad del conjunto pilares y cerchas en sentido longitudinal,

evitando que la acción de los muros hastiales provoque el vuelco de los mismos.

Con los arriostramientos se consigue que las fuerzas se transmitan a las cabezas de

los pilares.

Se colocarán las cruces de San Andrés en los vanos primero y último, y en

los dos centrales separados por la junta de dilatación, utilizando para ello barras de

20 mm de diámetro.

9.2 Arriostramientos en fachada.

De la cabeza de los pilares, las fuerzas deben pasar a la cimentación. Por

ello, se disponen cruces de San Andrés en los mismos vanos en los que se realizó el

arriostramiento en cubierta utilizando barras de 20 mm de diámetro.


60

9.3 Arriostramientos entre cerchas.

Como se ve en el documento planos, en cada cercha se arriostrarán los nudos

7, 14 y 20 impidiendo así el pandeo de los tirantes de las mismas en sentido

longitudinal de la nave.

9.4 Arriostramientos entre pilares.

Con objeto de mantener una estabilidad de los pilares en el plano del

cerramiento, se arriostran entre sí en su parte superior por medio de unos perfiles

IPE 120.

10. JUNTA DE DILATACION.

Debido a que la dimensión mayor de la estructura a proyectar es de 78 m y,

por tanto excede 40 m de longitud, se situará una junta de dilatación a 39 m del

muro hastial. Se colocarán 2 pilares iguales al resto de pilares que sustentan las

cerchas, a una distancia de 1 cm, rellenándose el espacio entre ambos de material

elastómero, que amortiguará la dilatación cuando ésta se produzca.

Sobre cada uno de los pilares se colocará una cercha, de forma que la

estructura a proyectar quede en dos partes totalmente separadas a través de la junta

de dilatación.


61

11. CERRAMIENTOS.

11.1 Cerramientos exteriores.

El cerramiento exterior se compondrá de bloques huecos de cemento de 24

cm de espesor, con un peso específico aparente igual a 1500 kg m-3. Las

dimensiones de los bloques serán 49 ⋅ 24 ⋅ 19, unidos con mortero de cemento y

arena en proporción 1:6. En su lado interior irá guarnecido y enlucido con yeso Y

25, mientras que en la cara exterior se realizará un enfoscado con mortero de

cemento.

11.2 Cerramientos interiores.

Los cerramientos interiores se realizarán con fábrica de ladrillo hueco doble de

9 cm de espesor y 1,45 cm de enfoscado de mortero de cemento por ambas caras más

su correspondiente enlucido con yeso Y-25, excepto de 30 cm en la sala de caldera.

La tabiquería que separa los aseos será de 4 cm de espesor más el enfoscado y

posterior alicatado.

12. PUERTAS Y VENTANAS.

12.1 Puertas.

Existirá una puerta de acceso a la recepción y oficinas desde el exterior de la

nave y será metálica de acero, de doble hoja y de dimensiones 1,5 ⋅ 2,5 m.


62

Habrá una puerta de acceso del personal a la zona de vestuarios y será metálica

de acero, de hoja simple y de dimensiones 1,2 ⋅ 2,20 m.

Las puertas de salida al exterior de los almacenes, serán metálicas de acero,

correderas con apoyo en viga superior que hace las veces de rail. Sus dimensiones

serán 3,5 ⋅ 3 m, excepto la del almacén de otras materias primas que será de las mismas

características, pero de dimensiones 2 ⋅ 2,5 m.

La sala de elaboración contará con una puerta al exterior, de características

similares a la descrita para los almacenes, que se utilizará para la entrada de materia

prima, así como de la maquinaria para la puesta en marcha de la fábrica o su reposición

en caso de avería. Esta puerta irá situada en la cara este de la nave. Esta puerta será de

características similares a las puertas de salida al exterior de los almacenes.

La sala de la caldera tendrá una puerta metálica de dos hojas que dé al exterior,

normalmente cerrada, y se usará en caso de avería si es necesario sacar piezas de la

misma o toda ella. Sus dimensiones serán 2 ⋅ 2,5 m.

Las puertas de acceso por el interior de la industria serán de varios tipos:

∗ Puertas metálicas de acero de doble hoja, con visor de cristal para el

acceso a los almacenes de dimensiones 2 ⋅ 2,4 m (3 unidades).

* Puerta metálica de acero de hoja simple y corredera, con apoyo en viga

superior, que hace las veces de rail, para el acceso a la cámara frigorífica.

Sus dimensiones serán 2 ⋅ 2,5 m.

∗ Puertas metálicas de acero de hoja simple para el acceso a la sala de la

caldera, a la sala de cuadros de BT, al taller y a la sala de máquinas, de

dimensiones 1 ⋅ 2,2 m (4 unidades).


63

∗ Puerta metálica de hoja doble de comunicación de los vestuarios con la

sala de elaboración de dimensiones 1,5 ⋅ 2,5 m.

∗ Puertas metálicas de hoja simple de comunicación de las oficinas y del

pasillo de oficinas con la sala de elaboración de dimensiones 1,2 ⋅ 2,5 m (2

unidades).

∗ Puertas de madera de hoja simple para el acceso a vestuarios, laboratorio,

control de calidad, zona de oficinas, aula de formación y comedor de

dimensiones 0,8 ⋅ 2,2 m (16 unidades).

∗ Puertas de madera de hoja simple para el acceso a duchas y aseos de los

vestuarios y del aseo de caballeros en la zona de oficinas, dimensiones

0,7 ⋅ 2 m (11 unidades).

* Puerta de madera de hoja simple para el acceso a aseo de señoras-

minusválidos en la zona de oficinas, de dimensiones 1,15 ⋅ 2 m (1 unidad).

12.2 Ventanas.

Las ventanas serán de carpintería de aluminio, y su número se ha determinado

en base a la necesidad de iluminación que posee la sala de elaboración para la

realización de un trabajo de calidad.

Las ventanas se situarán en el cerramiento exterior en todo el perímetro de la

nave con diferentes medidas y posiciones.

A continuación se describen las diferentes ventanas que se situarán, recogiendo

las dimensiones y dependencia donde irá situada.


64

- En cada uno de los vestuarios se colocarán 3 ventanas con vidrio

impreso de 0,8 ⋅ 1 m.

- En cada uno de los aseos de la zona de oficinas se colocará una

ventana de aluminio con vidrio impreso, de 0,8 ⋅ 0,8 m cada una.

- En la sala de la caldera se situará 1 ventana de aluminio de 1 ⋅ 1 m.

- En la sala de cuadros de BT se situará 1 ventana de aluminio de

1,5 ⋅ 1 m.

- En el taller se colocará una ventana de aluminio de 1,5 ⋅ 1 m con luna

pulida.

- En el laboratorio – control de calidad se colocarán 2 ventanas de

aluminio de 1,5 ⋅ 1 m con luna pulida.

- En la recepción y sala de espera, se colocarán ventanas de aluminio

de 1,5 ⋅ 1 m con luna pulida (3 unidades).

- En el almacén de otras materias primas se colocará una ventana de

aluminio de 2 ⋅1 m con luna pulida.

- En el almacén de producto elaborado, se colocarán 3 ventanas de

aluminio de 2,5 ⋅ 1 con luna pulida.

- En el perímetro de la nave, se colocarán ventanales con la siguiente

distribución:

- Cara Norte: 1 ventana de aluminio de 3 ⋅ 1 m con luna pulida.

- Cara Sur: 1 ventana de aluminio de 3 ⋅ 1 m con luna pulida.

- En la oficina y secretaría de dirección se colocará una ventana de

aluminio de 1 ⋅ 1 m, con luna pulida.

- En la Dirección Técnica se colocarán 2 ventanas de 2 ⋅ 1 m.


65

- En la Dirección de Gerencia se colocará 1 ventana de aluminio de

2 ⋅ 1 m.

- En la sala de juntas se colocará 1 ventana de 2,5 ⋅ 1 m.

- En el aula de formación se colocarán 2 ventanas de aluminio de

2 ⋅ 1 m.

- En el comedor se colocarán 3 ventanas de aluminio de 3 ⋅ 1 m en la

cara oeste y una de las mismas dimensiones en la cara sur.

12.3 Cálculo de las vigas cargaderas.

12.3.1 Puertas

Las puertas y ventanas suponen huecos en el cerramiento de la nave, que

hace que se requieran dinteles que soporten el cerramiento que queda por encima de

ellos.

Estos dinteles se calcularán como vigas doblemente empotradas y cargas

uniformemente repartidas. Éstas deberán ser capaces de soportar la carga

correspondiente al cerramiento (de peso específico 1500 kp m-3) y el peso de la

puerta.

Para simplificar el proceso del cálculo, se calculará el caso de la viga

cargadera para la puerta de mayores dimensiones (las de salida al exterior de los

almacenes), y se generalizará para el resto.

Peso del cerramiento superior (dimensiones 3,5 ⋅ 2 m):

qc = 1500 · 3,5 · 2 · 0,24 = 2.520 kp


66

Esto supone una carga por metro lineal de:

qc = 2.520 / 4 = 630 kp m-1

Peso de la puerta (dimensiones 3,5 ⋅ 3 m y peso 22 kp m-2):

qp = 22 ⋅ 3,5 · 3 = 231 kp m-1

Supone un peso de la puerta por metro lineal será:

qp = 231 / 3,5 = 66 kp m-1

La carga total será:

q = 696 kp m-1

q* = 1,33 ⋅ 696 = 925,68 kp m-1

Como predimensionamiento se toma un perfil IPE-120, cuyos valores

estáticos son:

A = 13,2 cm2

Ix = 318 cm4

Wx = 53 cm3

ix = 4,9 cm

El momento máximo de una viga doblemente empotrada con carga

uniformemente repartida es:

kp·m94512

23,5925,6812

2lqM ==⋅⋅==⋅⋅==

∗∗∗∗


67

Comprobación de la tensión máxima

Comprobación de la flecha máxima

siendo:

α → Coeficiente de ponderación (α = 0,3)

l → Luz (m)

h → Canto de la viga (cm)

σ → Máxima tensión producida por el máximo momento flector

característico (kp mm-2)

Por lo que el valor de la flecha será: 4,68 mm.

La flecha admisible es:

cuyo valor resulta ser superior al calculado de 0,468 cm.

Se acepta por tanto el perfil IPE-120 como viga cargadera de las puertas.

12.2.2 Ventanas.

Los dinteles de las ventanas, al igual que para las puertas, se calculan como

vigas doblemente empotradas con carga uniformemente repartida.

22x cm

kp2600

cmkp

1.78353

94.500WM

ó <<======∗∗

∗∗

500l

hól

áf2

<<==

cm 0,7500350

500l

f admisible ==<


68

Se realizarán los cálculos para una de las ventanas de los hastiales, y se

generalizará para el resto de vigas.

Peso del cerramiento superior (dimensiones 3 ⋅ 1 m):

qc = 1.500 ⋅ 3 ⋅ 1 = 4.500 kp

La carga por metro lineal será:

qc = 4.500 / 4,5 = 1.000 kp m-1

En total, la carga uniformemente repartida ponderada será:

q* = 1.000 ⋅ 1,33 = 1.330 kp m-1

Como predimensionamiento se toma un perfil IPE-160, cuyos valores

estáticos son:

A = 20,10 cm2

Ix = 869 cm4

Wx = 109 cm3

ix = 6,58 cm

El momento máximo de una viga doblemente empotrada con carga

uniformemente repartida es:

kp·m.244,37212

24,51.33012

2lqM =⋅=⋅=

∗∗


69

Comprobación de la tensión máxima

Comprobación de la flecha máxima

Por lo que el valor de la flecha será: 4,63 mm.

La flecha admisible es:

cuyo valor resulta ser superior al calculado de 0,463 cm.

Se acepta por tanto el perfil IPE-160 como viga cargadera de las ventanas.

13. PINTURA Y REVESTIMIENTOS.

Los tabiques interiores serán guarnecidos y enlucidos con yeso Y-25,

mientras que los exteriores serán enfoscados con mortero de cemento.

En las puertas metálicas se aplicará una capa de pintura al esmalte graso,

mientras que las de madera se aplicará un barniz graso.

14. FALSOS TECHOS.

La industria dispone de dos tipos de falsos techos:

22x cm

kp2600

cmkp

.059,062109

2.244,37WM

ó <===∗

∗

500l

hól

áf2

<<==

cm 0,9500450

500l

f admisible ==<


70

- La cámara frigorífica llevará un falso techo a base de panel sandwich

con núcleo de espuma de poliuretano (PUR).

- El resto de las dependencias tendrán un falso techo de escayola.

Todos los falsos techos van sujetos a un sistema de vigas ligeras reticulares

soldadas a los nudos de las cerchas mediante una serie de alambres y tensores

dispuestos con tal fin.

15. SOLERA Y PAVIMENTACION.

En las dependencias interiores, se colocará solera compuesta por:

- Grava: formando una capa compacta de algo menos de 15 cm de

espesor sobre terreno compactado y limpio, que romperá los ascensos

capilares de humedad del terreno.

- Arena: una pequeña capa de 15 cm de espesor, con malla de acero que

reparte cargas y evita que se agriete la solera.

En la cámara frigorífica se dispondrá: Losa reparto, hormigón, aislante (PUR) y

hormigón.

En zonas tales como aseos, vestuarios y oficinas, se culminará la solera con

baldosas de terrazo de 30 ⋅ 30 cm recibidas sobre mortero de cemento y arena en

proporción 1:6.

En las zonas de trabajo, se culminará la solera con un pavimento antideslizante

a base de resinas epoxi, que garantiza las condiciones exigidas por la reglamentación

técnico-sanitaria.


71

16. CASETA DEL BASCULISTA.

Se proyecta una pequeña edificación, situada junto a la báscula de camiones, de

dimensiones 2 ⋅ 5 m y 2,5 m de altura. La edificación tendrá una cubierta de teja a una

sola vertiente y una inclinación del 10%.

16.1 Estructura.

La caseta se realizará con fábrica de ladrillo de carga, de 8 cm de anchura. La

cubierta de la caseta estará formada por rasillón, una capa de compresión y teja, estará

soportada mediante tres perfiles separados un metro, cuyo dimensionamiento se

procede a realizar.

Acciones.

- Peso de la cubierta:

Rasillón: 60 kp cm-2

Capa de compresión de 5 cm más teja: 170 kp cm-2

- Cargas de nieve: 40 kp m-2

Total de cargas a soportar por la edificación: p = 270 kp m-2

Separación de perfiles 1 m → q = 270 kp m-1

q* = 405 kp m-1

El momento máximo de la viga con carga uniforme es:

Se dimensionará la viga como un perfil IPE 80, cuyas características son:

m kp 20.250 8l 2

máx ==∗q

M


72

- Peso = 6 kp m-1 - ix = 3,24 cm Wx = 20 cm3

- A = 7,64 cm2 - iy = 1,05 cm Wy = 3,69 cm3

Comprobación de la flecha.

Se cumple que:

Igualmente se comprueba que fx � fmáx, siendo:

siendo:

α → Coeficiente de ponderación para viga doblemente empotrada (0,3).

σ → Máxima tensión producida por el máximo momento flector característico

(kp mm-2).

l → Longitud de la viga (2m).

h → Canto del perfil (8 cm).

16.2 Cimentación.

Al ser una edificación de pequeñas dimensiones y no estar soportada por

pilares, la cimentación que se realizará será una zanja rellena de hormigón de

dimensiones 50 cm de profundidad y 50 cm de anchura, a lo largo de toda la estructura,

para que sirva de apoyo al cerramiento.

2i

max

cmkp

2.600 1.012,5 W

M ≤==σ

mm 4 mm 3,04 h

l f

2

x ≤=σα=


73

16.3 Puertas y ventanas.

La caseta tendrá una puerta de acceso metálica de dimensiones 1,2 ⋅ 2,2 m. Al

ser prácticamente despreciable, el muro que tiene de ladrillo que tiene que soportar, no

será preciso dotarla de viga cargadera.

Tendrá también una ventana de carpintería metálica de dimensiones 1 ⋅ 1 m,

situada en el lateral de 5 m de longitud, a una altura de 1,4 m. Al igual que la puerta, no

se colocará viga cargadera.

16.4 Solera.

En la caseta del basculista, se dispondrán baldosas de terrazo de 30 ⋅ 30 cm

sobre capa de mortero.

16.5 Falso techo.

Se dispondrá un falso techo a 2,5 m de altura de escayola.

Anejo VIII INSTALACION FRIGORIFICA

1

1. INTRODUCCION.

Una de las características principales de las industrias de transformación de

productos agrarios es el carácter perecedero de las materias primas que se utilizan.

Esto explica que la instalación frigorífica sea un componente usual en este tipo de

industria. La refrigeración retarda las transformaciones enzimáticas y

microbiológicas y ralentiza la respiración de los alimentos frescos, aumentando así

el tiempo de conservación.

El tiempo de almacenamiento de la materia prima en la cámara frigorífica,

depende de muchos y variados factores, como pueden ser:

• Características de conservación de la materia prima.

• Volumen disponible para el almacenamiento del producto.

• Estacionalidad de la producción.

• Volumen de transformación de la industria.

2. DIMENSIONAMIENTO DE LA CAMARA FRIGORIFICA.

La fruta llegará a la industria en cajas normalizadas de 60 ⋅ 40 ⋅ 25 cm, con

una capacidad útil de 0,05 m3. Lo que supone una capacidad media por caja de

20 Kg.

La cámara frigorífica a proyectar será FIFO (First in – First out), puesto que

el producto almacenado será requerido diariamente.

Según se especificó en el anejo “Balance de Materias Primas”, el aporte

diario de producto a la industria a proyectar será de 8.000 Kg. Teniendo en cuenta


2

palets 160

paletcajas 25

cajas 000.4 palets ºN ==

que el almacenamiento se hará hasta las necesidades de dos semanas (10 días), esto

supone dimensionar una cámara para una cantidad de fruta:

El número de cajas a almacenar, N es:

Para almacenar las cajas se usarán palets normalizados de 1.000 ⋅ 1.200 ⋅ 150

mm, en los cuales se distribuirán 5 cajas por fila como se representa en la figura nº1.

Figura nº1.- Distribución en planta de cajas en un palet.

A su vez, se colocarán 5 filas de cajas en altura por palet; de forma que se

almacenarán 25 cajas por palets. El número de palets necesarios será:

Kg 80.000 días 10 díah 8

hKg 000.1 =⋅⋅

cajas 4.000

cajaKg 20

Kg 80.000N ==

1.000

1.200

Capacidad =


3

En la cámara se acumularán tres palets por columna, con lo que el número

total de columnas en la cámara frigorífica será:

Se ampliará el número de columnas hasta 64, con el fin de poder albergar

cualquier exceso de fruta que llegue a la industria, en previsión de futuros déficits de

ésta. La distribución en planta de la cámara a proyectar se recoge en la figura nº2. 7

E

N

columnas 54

columnapalets 3

palets 160columnasºN ==

Figura nº2.- Distribución en planta de los palets en el interior de la cámara frigorífica.


4

Para el dimensionamiento de la cámara se tendrá en cuenta:

- Distancia mínima de los palets a las paredes de la cámara frigorífica:

0,50 m.

- Distancia mínima entre palets: 0,15 m.

- Distancia mínima del último palet al techo: 0,50 m.

- Anchura mínima de pasillos: 2,60 m.

Teniendo en cuenta estas consideraciones y la distribución en planta recogida

en la figura nº2, la cámara que se proyecta tendrá las siguientes dimensiones:

• Longitud:

Separación de las paredes laterales: 0,725 ⋅ 2 = 1,45 m.

Longitud ocupada por los palets: 1,00 ⋅ 8 = 8,00 m.

Separación entre palets: 0,15 ⋅ 7 = 1,05 m.

Longitud total de la cámara: 10,50 m.

• Anchura:

Separación de las paredes laterales: 0,60 ⋅ 2 = 1,20 m.

Anchura ocupada por los palets: 1,20 ⋅ 8 = 9,60 m.

Separación entre palets: 0,20 ⋅ 6 = 1,20 m.

Anchura pasillo central: 3,00 m.

Anchura total de la cámara: 15,00 m.

• Altura:

Altura de palet: ( 0,25 ⋅ 5 ) + 0,15 = 1,40 m.

Altura columna de palets: 1,40 ⋅ 3 = 4,20 m.

Separación al techo: 0,80 m.

Altura total de la cámara: 5,00 m.


5

• Capacidad:

Número de palets: 8 ⋅ 8 ⋅ 3 = 192 palets.

Cantidad de fruta:

Capacidad de abastecimiento de la cámara:

Volumen de la cámara: 10,5 ⋅ 15 ⋅ 5 = 787,50 m3.

Densidad de almacenamiento:

Se dispone de una puerta de 2 ⋅ 2,5 m para facilitar el paso de las carretillas

elevadoras, como puede verse en la figura nº2. Esta puerta es corredera y presenta

una sobrecortina de PVC, estando acompañada de un mando eléctrico y de apertura

manual en el interior.

3. AISLAMIENTO TÉRMICO.

3.1 Consideraciones generales.

La cámara se situará en una de las esquinas de la industria, orientando sus

caras externas al norte y al este. Las otras dos caras interiores limitarán con el

interior de la nave.

Las bases para el cálculo de los espesores de aislamiento estarán en relación

con la misión que han de cumplir. A tal efecto, se indican las razones más normales

Kg 96.000 palets 192 paletcajas25

cajaKg 20 =⋅⋅

días 12

díaKg8.000

Kg 000.96=

33 mKg 122

m 50,787Kg 000.96

=


6

de su uso:

- Mantener una temperatura superficial de aislamiento desde el punto

de vista de protección personal, confort, etc.

- Ajustarse a unas pérdidas de calor por unidad de longitud o superficie

(mantener un fluido a una temperatura dada, economizar energía)

- Obtener el espesor económico óptimo.

- Evitar una diferencia de dilatación sensible, entre una superficie

aislada y las estructuras adyacentes.

- Evitar condensación sobre superficies.

- Cumplir la legislación vigente.

3.2 Materiales aislantes.

3.2.1 Paredes y techo.

Como aislante, se propone el sistema modular de panel sandwich con núcleo

de espuma de poliuretano (PUR). Se trata de un compuesto sintético de estructura

celular, obtenido por una reacción de condensación entre un poliisocianato y un

material que contenga hidroxilo, tal como un poliol o aceite secante. El aire

aprisionado en su interior permite ser moldeado en bloques o formas, dando lugar a

un material alveolar de célula cerrado de muy baja densidad, pero de gran poder

aislante.

Este aislante ha sido elegido dado que tiene millones de pequeñas celdillas

llenas de aire, que en reposo le confieren las siguientes características:

- Excelente aislante térmico.

- Elevada resistencia a la difusión del vapor de agua.


7

- Buenas prestaciones mecánicas: alta resistencia a la compresión, alta

estabilidad dimensional, fácil manipulación y simplicidad de montaje.

- Bajo coeficiente de conductividad térmica.

- Carácter inodoro y no tóxico.

- Capacidad calorífica.

- Resistencia a la deformación por la temperatura.

- Precio económico.

Las características del PUR son:

- Densidad: 32 Kg m-3.

- Coeficiente de conductividad térmica: 0,030 Kcal m-1 h-1 ºC-1.

- Resistividad al vapor de agua: 0,07 mmHg m2 día g-1 cm-1.

- Resistencia a la compresión: 1,5-2,5 Kg cm-2.

Las caras de los paneles son de chapa de acero con acabado en galvanizado y

lacado con pinturas especiales de tipo plástico en las caras que dan al exterior. Los

sistemas de juntas transversales o longitudinales aseguran la estanqueidad en

cubiertas o parámetros verticales. No existen varillas ni pernos pasantes que

producen perforaciones en las chapas. Se consigue igualmente, una robustez

máxima. La chapa de la cara exterior está preparada con un perfilado de 50 mm

entre ejes, lo que permite obtener paneles con un ancho útil de 1,2 m. Posee junto a

la chapa de la cara interior unos refuerzos que sirven de apoyo a unos ganchos

especiales con los que se fija a la estructura del edificio mediante un sistema que

elimina cualquier puente térmico.

Se dispondrá sobre la cámara un falso techo constituido por una estructura

metálica ligera, sobre la que se colocarán paneles de PUR.


8

3.2.2 Suelo.

Una función muy importante del suelo del almacén frigorífico debe ser su

capacidad para soportar cargas pesadas, por lo que se construirá de forma

tradicional, y no mediante estructura de panel de sandwich. Se utilizará como

material aislante PUR, debido a sus ventajas con respecto a otros materiales en este

tipo de aplicación:

- Poco espesor necesario.

- Elevada resistencia a compresión

- Facilidad de aplicación.

Las capas que se dispondrán se recogen en la tabla nº1.

Tabla nº1.- Capas del suelo.

Material Espesor

(m)

λ

(Kcal h-1 m-1 ºC-1)

1.- Losa de reparto 0,12 0,8

2.- Hormigón 0,15 1,4

a.- Aislante ? 0,03

4.- Hormigón 0,12 0,6

3.3 Criterios de cálculo.

Para el cálculo de los espesores de los aislantes utilizados en refrigeración, se

limita el flujo máximo de calor a un valor de 8 Kcal h-1 m-2.

2G mKcal 8 t Uq =∆⋅= [1]


9

siendo:

∆t → Salto térmico entre ambos lados de la superficie (ºC).

UG → Coeficiente global de transferencia de calor (Kcal h-1 m-2 ºC-1). Viene

determinado por:

siendo:

αe → Coeficiente de convección aire-superficie exterior

(Kcal h-1 m-2 ºC-1).

αi → Coeficiente de convección aire-superficie interior


δi → Espesor de cada una de las capas del cerramiento (m).

λi → Conductividad de cada uno de los materiales del cerramiento


Los coeficientes de convección dependen de la velocidad del aire y del

sentido de flujo térmico. Los valores asignados son:

25 Kcal h-1 m-2 ºC-1. Para superficies en contacto con el aire

exterior.

7 Kcal h-1 m-2 ºC-1. Para superficies interiores con poca

ventilación.

αi = 9 Kcal h-1 m-2 ºC-1. Para superficies interiores con mucha ventilación, ej:

cámaras con ventilación forzada.

El salto térmico a considerar en cualquier superficie es:

∑= α

+λ

δ+

α

=n

1i ii

i

e

G11

1U [2]

αe


10

siendo:

tec → Temperatura exterior de cálculo (ºC).

ti → Temperatura interior (ºC).

Como ti se toma la temperatura de régimen del recinto enfriado, para lo cual

tenemos en cuenta las condiciones óptimas de almacenamiento de cada una de las

frutas a almacenar, las cuáles se indican en la siguiente tabla.

Tabla nº2.- Condiciones óptimas de almacenamiento de las frutas a utilizar en la

industria a proyectar.

Fruta Temperatura (ºC) HR Tiempo máximo

Mandarina 1-3ºC 75-80% 1-3 meses

Melocotón 0-2ºC 90-95% 15-25 días

Pera 0-2ºC 85-90% 1-6 meses

De acuerdo con esta tabla, se proyecta la instalación de una cámara

frigorífica a 1ºC y con una humedad relativa del 85%, siendo pues el valor de ti=1ºC.

La temperatura exterior depende de las paredes, según éstas den al interior de

la nave o al exterior y según las orientaciones de éstas. Las temperaturas que se

considerarán para el dimensionamiento del aislamiento son:

- Temperatura exterior: text = 0,4 tmed + 0,6 tmáx = 33,2 ºC

siendo:

iec t tt −=∆


11

tmáx → Temperatura media de las máximas diarias del mes

más cálido, correspondiéndole un valor en la zona de

Palma del Río (Córdoba) de 37,0 ºC.

tmed → Temperatura media del mes más cálido, siendo para

esta zona de 27,5 ºC.

- Temperatura de la nave: tnave = 0,55 text ≅ 18 ºC.

- Temperatura de la pared norte: tpn = 0,6 text ≅ 20 ºC.

- Temperatura de la pared este: tpe = 0,8 text ≅ 27 ºC.

- Temperatura del suelo: ts = 16 ºC.

- Temperatura del techo: tt = 25 ºC (teniendo en cuenta que el techo de

la cámara está por debajo del techo de la edificación).

3.4 Cálculo de los espesores.

3.4.1 Paredes y techo.

Una vez limitado el producto del coeficiente global por el salto térmico

q 8 Kcal h-1 m-2 y fijados todos los coeficientes de conductividad, podemos

calcular los espesores, teniendo en cuenta las ecuaciones [1] y [2].

En la siguiente tabla se recogen los valores de los coeficientes para cada una

de las paredes y techo y espesor del aislante en cada caso.

α

−α

−∆

λ=δie

118t [3]


12

Tabla nº3.- Cálculo de los espesores para cada una de las paredes y techo.

Elección del espesor comercial en cada caso.

Pared ∆t

(ºC)

αe


αe


λaislante


δ

(m· 10-3)

Espesor

comercial

(mm)

Pared

Norte 19 25 9 0,030 66,72 70

Pared

Este 26 25 9 0,030 92,96 100

Paredes

interiores 17 7 9 0,030 56,13 60

Techo 24 25 9 0,030 85,47 100

3.4.2 Suelo.

Para calcular el espesor del material aislante, se tendrá en cuenta la ecuación

[1] y la ecuación siguiente de cálculo del espesor óptimo de aislante en una pared

compuesta:

donde δa es el espesor del material de aislante que se ha de calcular.

ia

an

1i i

i

eG

11U1

α+

λδ

+λδ

+α

= ∑=

[4]


13

Y considerando los datos de la tabla nº1 junto a los siguientes:

∆t = tec – ti = tsuelo – ti = 16 – 1 = 15 ºC

1/αe ≅ 0

αi = 9 Kcal h-1 m-2 ºC-1

λ = 0,030 Kcal m-1 h-1 ºC-1

Se obtiene: δa = 42,20 ⋅ 10-3 m, eligiéndose un espesor comercial de 50 mm.

3.5 Cálculo de los flujos térmicos reales.

Una vez determinados los espesores comerciales a instalar, se procede a

calcular el flujo real de calor a través de cada uno de los elementos de cerramiento

de la cámara frigorífica.

Aplicando la fórmula:

Se obtienen los flujos térmicos recogidos en la siguiente tabla.

[5] 0 1 ;11

tqe

i

n

1i i

i

e

≅α

α+

λδ

+α

∆=

∑=


14

Tabla nº4.- Flujos térmicos reales a través de todas las superficies de la cámara.

Pared q


Pared Norte 7,65

Pared Este 7,46

Paredes interiores 7,54

Techo 6,89

Suelo 7,16

3.6 Barrera de vapor.

Cuando la presión de saturación del aire que atraviesa la pared de la cámara

es menor que la presión de vapor en el exterior, se produce una condensación

indeseable en el aislante, que provoca un excesivo y prematuro deterioro del

material. Esto puede evitarse colocando un sellante antivapor.

En las paredes y techo de la cámara no es necesaria la colocación de una

barrera antivapor, dado que se dispondrá el aislante (PUR) en paneles sandwich con

acero, que es impermeable al paso del vapor de agua, lo que impide la condensación.

Sin embargo, a través del suelo sí se colocará barrera antivapor, puesto que la

transferencia de vapor es más desfavorable al efecto de condensación de vapor de

agua en su interior, lo que provocaría incluso problemas de cimentación en el

edificio. Así pues, se colocará doble barrera de vapor (polietileno) con ajuste del

100% a ambos lados del material aislante (PUR), por la posibilidad de inversión

térmica en la cámara frigorífica.


15

4. BALANCE TÉRMICO DE LA CÁMARA FRIGORÍFICA.

Las características de la cámara determinadas anteriormente son:

Temperatura interior de la cámara: 1ºC.

Humedad relativa: 85%.

Longitud: 10,5 m.

Anchura: 15 m.

Altura: 5m.

Volumen: 787,5 m3.

4.1 Carga térmica debida a las pérdidas por transmisión por paredes, techo y

suelo: Q1.

Para determinar este flujo de calor, se utilizará la ecuación:

Qi = Si qi

calculando el flujo de calor a través de cada uno de los cerramientos y

posteriormente hallamos el total, tal y como se muestra en la tabla siguiente.


16

Tabla nº 5.- Flujo de calor a través de paredes, techo y suelo.

Cerramiento Si

(m2)

qi

(Kcal h-1 m-2)

Qi

(Kcal h-1)

Pared Norte 77,5 7,65 592,87

Pared Este 52,5 7,46 391,65

Paredes interiores 130 7,54 980,20

Techo 162,75 6,89 1.121,35

Suelo 162,75 7,16 1.165,29

El calor de infiltración será:

4.2 Carga térmica debida a las necesidades por renovación de aire: Q2.

Esta carga térmica se descompone en dos:

4.2.1 Carga térmica debida a las necesidades por renovaciones técnicas de aire: Q2,1.

Esta carga térmica determina la ganancia de calor en el espacio refrigerado,

como resultado de los cambios de aire, necesarios para desplazar el CO2 desprendido

en la respiración de los frutos, aportando O2 del exterior, y se calculará como:

Q2,1 = ma ∆h = ( V ρ n ) ( hae – hai )

díaKcal 4.251,36 :Total

díaKcal033.102Q1 ≅


17

siendo:

ma → masa de aire

∆h → diferencia de entalpías (Kcal Kg-1):

hae → entalpía del aire exterior (Tª = 33,2 ºC, HR = 40%): 16 Kcal Kg-1.

hai → entalpía del aire interior (Tª = 1 ºC, HR = 85%): 2,3 Kcal Kg-1.

V → volumen de la cámara: 787,5 m3.

ρ → densidad media del aire entre las condiciones exteriores y las interiores:

ρae → densidad del aire exterior (Tª = 33,2 ºC, HR = 40%): 1,14 Kg m-3.

ρai → densidad del aire interior (Tª = 1 ºC, HR = 85%): 1,28 Kg m-3.

n → número de renovaciones técnicas por día. El movimiento del aire es ligero, por

lo que n = 1 renovación / día.

Se obtiene:

4.2.2 Carga térmica debida a las renovaciones equivalentes de aire: Q2,2.

Esta carga térmica considera el aire que entra en la cámara debido a la

apertura de puertas. Se calculará como:

Q2,2 = ma ∆h = ( V ρ d ) ( hae – hai )

siendo:

d → número de renovaciones equivalentes de aire. Es función del volumen de la

cámara, para un volumen V = 787,5 m3, se tiene: n = 2,8 renovaciones / día.

Se obtiene:

3aiae

mKg 1,21

2=

ρ+ρ=ρ

díaKcal 13.054 Q2,1 =

díaKcal 36.551 Q2,2 =


18

El valor total de esta carga térmica es:

4.3 Carga térmica debida a las pérdidas por refrigeración del producto y de su

embalaje: Q3.

Esta carga térmica se descompone en dos:

4.3.1 Carga térmica debida a la refrigeración del producto: Q3,1.

Para su cálculo se utiliza la siguiente expresión:

Q3,1 = m cp ∆t

siendo:

m → masa diaria de producto a enfriar. La cámara de recepción se dimensiona para

absorber la carga térmica correspondiente a las entradas de materia prima en

un día punta (considerando éstas un 20% superiores a las de un día normal).

Por tanto, m = 9.600 Kg/día.

cp → calor específico medio de la fruta: 0,92 Kcal Kg -1 ºC –1.

∆t → diferencia entre la temperatura de entrada a la cámara (20 ºC) y la temperatura

de salida, que coincide con la temperatura de conservación (1 ºC), siendo

∆t = 19 ºC.

Se obtiene:

díaKcal 167.808 Q3,1 =

díaKcal 49.605 QQ Q 2,21,22 =+=


19

4.3.2 Carga térmica debida a la refrigeración del envase: Q3,2.

Para su cálculo se utiliza la siguiente expresión:

Q3,2 = 0,15 m ce ∆t

siendo:

ce → calor específico del envase, su valor es constante: 0,5 Kcal Kg –1 ºC –1.

Se obtiene:

El valor total de esta carga térmica es:

4.4 Carga térmica debida a las necesidades de conservación del producto: Q4.

Al no tener mezcla de distintas frutas simultáneamente en la cámara, el

cálculo de esta carga térmica se realizará para la especie más desfavorable. Los

calores de respiración de las distintas frutas, desprendidos a 1ºC, en

Kcal Kg –1 día –1, son:

Mandarina: 0,45

Melocotón: 0,32

Pera: 0,22

El caso más desfavorable es el de las mandarinas, calculándose la carga

térmica de respiración para la cantidad máxima almacenada, que es de 96.000

Kcal/día, y teniendo en cuenta la siguiente fórmula:

díaKcal 13.680 Q3,2 =

díaKcal 181.488 QQ Q 2,31,33 =+=


20

Q4 = m c r

se obtiene como resultado:

4.5 Carga térmica debida al calor desprendido por los ventiladores: Q5.

Puede calcularse de la siguiente forma:

Q5 = 0,05 (Q1 + Q2 + Q3)

obteniéndose:

4.6 Carga térmica debida al personal y la iluminación: Q6 + Q7.

Se calcula de la siguiente forma:

Q6 + Q7 = 0,03 (Q1 + Q2 + Q3)

obteniéndose:

4.7 Carga térmica debida a las necesidades por causas diversas: Q8.

Ésta incluye:

- Carga térmica introducida en el recinto, vía desescarche de los

evaporadores.

díaKcal 43.200 Q4 =


díaKcal 9.994 QQ 76 =+


21

- Carga térmica debida a la condensación procedente del exterior o del

mismo producto.

- Carga térmica debida a los motores de los ventiladores para

renovación de aire.

Se calcula de la siguiente forma:

obteniéndose:

4.8 Carga térmica total a evacuar: QT.

La cantidad total se obtiene sumando todas las pérdidas que se han expuesto

anteriormente, siendo su valor:

Si se supone un tiempo de funcionamiento de la instalación de 18 horas / día,

se obtiene una carga térmica a evacuar de:

5. CÁLCULO DE LA MAQUINARIA FRIGORÍFICA.

5.1 Consideraciones generales.

La instalación frigorífica a proyectar consta de un sistema de producción de


∑=

=7

1ii8 Q 0,1 Q

díaKcal 402.976 QT =

hKcal 22.388 QT =


22

frío mediante un sistema de compresión mecánica de simple efecto. Básicamente

está formado por:

Evaporador.

Es el elemento en contacto con el recinto a refrigerar. En él

tienen lugar fenómenos de ebullición y de transformación del vapor

húmedo en vapor saturado seco. La función de éste es la vaporización

del fluido refrigerante aportando el calor necesario para ello el medio

a refrigerar.

Compresor.

En él tiene lugar la compresión del gas.

Condensador.

En él tiene lugar la condensación del fluido refrigerante y el

enfriamiento de éste.

Válvula de expansión.

En ella se da el fenómeno de laminación.

5.2 Fluido frigorígeno.

Según la definición del Reglamento de Seguridad para Plantas e

Instalaciones Frigoríficas, refrigerante o fluido frigorígeno es el fluido utilizado en

la transmisión de calor que, en un sistema frigorífico absorbe calor a bajas

temperaturas y presión, cediéndolo a temperaturas y presión más elevadas.

El fluido frigorígeno elegido para la instalación es el Tetrafluoretano

(R-134a). Es el sustituto directo de R-12, utilizándose en cámaras frigoríficas de

refrigeración, tanto en instalaciones comerciales como industriales. Es un


23

refrigerante muy seguro y a la vez, muy eficaz desde el punto de vista energético.

El R-134a es un hidrofluorcarbonado (HFC), es decir un hidrocarburo

halogenado en el que todos los átomos de cloro han sido sustituídos por flúor, de

forma que no aparecen en su estructura átomos de cloro ni de bromo.

Este refrigerante no presenta toxicidad ni inflamabilidad, su ODP y GWP

son:

Potencial de destrucción del ozono: ODP=0

Potencial global de calentamiento: GWP=0,34

Es decir, que sigue contribuyendo al efecto invernadero, aunque en menor

medida que los CFC y HCFC.

La utilización de este fluido puro constituye una de las estrategias frío-gas

para la sustitución del R-12, tanto en instalaciones nuevas, como en las ya existentes

y para compresores actuales. Además se han diseñado nuevos aceites (poliésteres),

que ya sí son compatibles con el R-134a.

5.3 Ciclo frigorífico.

Se propone un ciclo frigorífico de compresión simple con un recalentamiento

en el evaporador y subenfriamiento del líquido condensado en el propio

condensador. Las características del mismo son:

- Temperatura cámara ......................................................... 1 ºC

- Necesidades frigoríficas ........................ 22.388 frigorías/hora

- Fluido frigorígeno ....................................................... R-134a

- Temperatura evaporación (te) ......................................... -5ºC


24

- Temperatura condensación (tc) ....................................... 40ºC

- Temperatura recalentamiento .......................................... -1ºC

- Temperatura subenfriamiento ......................................... 38ºC

Con estos datos se representa el ciclo frigorífico en el diagrama entálpico

adjunto, cuyo esquema se recoge a continuación.

De tal diagrama se obtienen los datos recogidos en la tabla nº6.

Tabla nº 6.- Valores de entalpía obtenidos del diagrama de entálpico para R-134a.

h Punto

Presión

(bar) (KJ Kg-1) (Kcal Kg-1)

Temperatura

(ºC)

1 2,4 296 70,81 -5

2 2,4 299 71,53 -1

3 10,0 330 78,95 40

4 10,0 154 36,84 38

5 2,4 154 36,84 -5


25

- Coeficiente de efecto frigorífico.

- Caudal de fluido frigorígeno, en peso, que circula por el evaporador.

- Volumen específico del vapor.

- Producción frigorífica volumétrica.

- Equivalente térmico del trabajo a compresión.

- Efecto frigorífico.

- Efecto frigorífico según Carnot.

- Rendimiento económico.

- Potencia frigorífica específica.

kgKcal 34,69 hhq 520 =−=

hKg 645,37

qQ G

0

==

Kgm 0,084 V

3

2e =

3e

ov m

Kcal 412,98 Vq

q2

==

kgKcal 7,42 hh 23 =−=τΑ

4,67 q0 =τ∆

=ε

95,5TT

T

ec

ec =

−=ε

)(Aceptable 0,7 78,0c

>=ε

ε=η

hKwKcal ,24016

hKwKcal860Ki ⋅

=ε⋅⋅

=


26

- Potencia frigorífica indicada teórica.

5.4 Cálculo del compresor.

Como ya se ha expuesto en el apartado anterior, los vapores de refrigerante,

antes de entrar en el compresor, sufren un recalentamiento en el evaporador

controlado por la válvula de expansión electrostática. Las ventajas del régimen

sobrecalentado frente al régimen húmedo son:

- Aumento del rendimiento en un 10-12 %.

- Se evita el peligro de golpes de líquido en el compresor.

La capacidad de compresión debe adaptarse a una potencia frigorífica de

22.388 Kcal h-1.

El compresor a instalar será un compresor alternativo semihermético de 4

cilindros.

El volumen real de vapor aspirado por un compresor se calcula mediante la

siguiente ecuación:

siendo:

D → diámetro de pistón (m).

N → número de cilindros (N=4).

L → carrera del pistón (m).

n → velocidad de rotación (r.p.m.).

Kw 57,5KQ

Ni

0i ==

60 n L N 4DV

2

R

π= [6]


27

La velocidad lineal del pistón o vástago se recomienda que sea de 3-4 m/s,

tomando 3 m/s, se tiene:

quedando: n ⋅ L = 90

El volumen teórico de fluido frigorígeno aspirado en el compresor es de:

y suponiendo un rendimiento volumétrico η=0,8, el volumen real será de:

Sustituyendo en la ecuación [6] todos los datos anteriores y utilizando la

ecuación [7], se obtiene un valor de diámetro de:

Al ser el compresor cuadrado, se tiene:

Obteniendo de la ecuación [7], una velocidad de rotación de n=1.424 (aceptable).

Por tanto, se tienen como características del compresor:

- Número de cilindros ................................................. N=4.

- Velocidad de giro ..................................... n=1.424 r.p.m.

- Diámetro ...................................................... D=63,2 mm.

30L nc =

hm 21,54V GV

3

et 2==

hm 76,67

V GV

3e

R2 =

η=

[7]

m 0632,0D =

m 0632,0LD ==


28

- Carrera del pistón ......................................... L=63,2 mm.

- Velocidad lineal del pistón ................................... 3 m s-1.

Se obtienen a continuación los valores de las potencias de compresión:

* Rendimientos:

- Rendimiento indicado: ηi = 0,8.

- Rendimiento mecánico (debido al rozamiento de los elementos

móviles del compresor): ηm = 0,85.

- Rendimiento debido a la transmisión entre compresor y motor:

ηt= 0,9.

- Rendimiento eléctrico: ηe = 0,9.

* Potencias:

- Potencia indicada real:

- Potencia efectiva:

- Potencia al freno:

- Potencia eléctrica a instalar:

Kw 96,6N

Ni

t,ir,i =

η=

Kw 19,8N

Nm

r,ief =

η=

Kw 10,9N

Nt

effr =

η=

CV 74,13Kw 11,10N

Ne

frel ==

η=


29

5.5 Cálculo del condensador.

5.5.1 Descripción del condensador.

La misión del condensador es la de licuar los vapores de refrigerante, a alta

presión, procedentes del compresor. Esto se realizará poniendo en contacto el vapor

con agua fría.

La cesión de calor se realiza en tres fases:

a) Primera fase de transferencia de calor sensible: Enfriamiento de los

vapores desde la temperatura del vapor sobrecalentado hasta la

temperatura de condensación. Esta fase es muy rápida debido a la

gran diferencia de temperatura que existe y se efectúa generalmente

en la primera cuarta parte del condensador.

b) Fase de transferencia de calor latente: Esta cesión de calor se produce

a temperatura constante, es muy lenta y necesita de las dos cuartas

partes siguientes del condensador. Para que este intercambio de calor

se realice es necesario un salto de temperaturas importantes, entre el

fluido y el medio de condensación.

c) Segunda fase de transferencia de calor sensible: Enfriamiento del

líquido desde su temperatura de condensación hasta la temperatura

deseada. Este enfriamiento se realiza en la última cuarta parte del

condensador.

Se proyecta la instalación de un condensador multitubular horizontal de

carcasa y tubos, enfriado por agua. Éste consta de una carcasa cilíndrica en cuyo

interior va montado un haz de tubos paralelos longitudinales, fijados en ambos

extremos a unas placas tubulares. En el exterior de los tubos circula el agua que


30

servirá para licuar el refrigerante. El fluido frigorígeno circula en el interior de los

tubos.

El coeficiente de transmisión es de 750 Kcal m-2 h-1 ºC-1

La restitución de la temperatura de enfriamiento del agua se realizará

mediante una torre de enfriamiento, tal y como se aborda en el anejo “Cálculo de la

Torre de Enfriamiento”.

El condensador, aparte de las conexiones de entrada y salida del agua y del

fluido refrigerante, está dotado de un nivel de líquido, una purga de aire en la parte

superior, una purga de aceite en la parte inferior y una válvula de seguridad.

5.5.2 Temperaturas de trabajo.

Para el cálculo del condensador se parte de unas condiciones del aire

exterior:

- Temperatura del termómetro seco: t = 32,2 ºC

- Humedad relativa: HR = 45%

a las que corresponde:

- Temperatura del termómetro de bulbo húmedo: th = 23,6 ºC

La temperatura del agua a la salida de la torre estará al menos 5ºC por

encima de la temperatura del termómetro de bulbo húmedo, por tanto se considera

que a la entrada del condensador se tendrá:

- Temperatura de entrada del agua en el condensador: te = 29 ºC


31

35 ºC

29 ºC

40 ºC

Asimismo, se considera un salto térmico de 6ºC para el agua a su paso por el

condensador, por tanto:

- Temperatura de salida del agua del condensador: ts = 35 ºC

Por último, se admite que la temperatura de condensación se sitúa a 5 ºC por

encima de la temperatura de salida del agua, por consiguiente:

- Temperatura de condensación: tc = 40 ºC

Figura nº3.- Diagrama de temperaturas.

Con estos valores, la diferencia de temperaturas media logarítmica en la zona

de condensación, entre el agua y el fluido refrigerante es:

Esta diferencia de temperaturas será la que determine la transferencia de

calor independientemente del tipo de cambiador de calor, ya que, en el caso de la

condensación, es innecesaria la corrección por tipo de flujo y por número de pasos

por carcasa y tubos.

( ) ( ) ( ) ( ) Cº 7,61

35402940ln

354029-40

ttttln

ttttt

sc

ec

scecml =

−−

−−=

−−

−−−=∆


32

5.5.3 Cantidad de calor a evacuar.

El calor total a eliminar en el condensador será la suma de la carga térmica

evacuada en los evaporadores más la potencia de los compresores:

Qc = Q0 + 860 ⋅ Ni,r

Con los valores calculados anteriormente se obtiene:

5.5.4 Caudales másicos.

El caudal de fluido refrigerante que circula realmente por el condensador es:

El calor cedido por el refrigerante es el que se comunica al agua, por tanto se

cumple:

Qc = m cp (ts – te)

siendo:

cp → Calor específico del agua (4,18 KJ Kg-1 ºC-1).

ts → Temperatura de salida del agua en el condensador.

de donde se obtiene que el caudal másico de agua es:

Kw 31,526 h

Kcal 27.152 Qc ==

sKg 1,26 m =

sKg 0,22 G Gr =

λ=


33

5.5.5 Diseño del condensador.

Se diseña un cambiador de calor multitubular de tubos rectos y lisos. Puesto

que el fluido es un derivado halogenado, su circulación en el condensador se hará

por el interior de los tubos, mientras que el fluido condensante, en este caso agua,

circulará a través de la carcasa.

Para el diseño del cambiador de calor se sigue un ciclo iterativo. En principio

para este tipo de condensador se supone un coeficiente global de transferencia de

calor UG = 750 W m-2 ºC-1.

Teniendo en cuenta la siguiente expresión:

Qc = UG S ∆tml

siendo:

Qc → Calor a eliminar en el condensador (W).

S → Superficie del condensador (m2).

se obtiene:

S = 5,52 m2

Se eligen tubos lisos de cobre con las siguientes características:

- Diámetro exterior: de = 18 mm.

- Diámetro interior: di = 16 mm.

- Longitud: L = 2 m.

La superficie exterior del tubo será:

Sc = π de L = 0,113 m2


34

El número total de tubos necesario para cubrir la superficie de intercambio será:

Se propone un cambiador de calor de un paso por la carcasa y dos pasos por

los tubos, para ello el haz de tubos se dividirá en dos grupos de 22 tubos. La

disposición de los tubos será en forma triangular con una separación (pt) entre

centros equivalente a 1,25 veces el diámetro exterior:

pt = 1,25 de = 22,5 mm

Con esta disposición, el diámetro del haz tubular viene determinado por la

siguiente expresión:

Se elige un intercambiador de calor de cabezal móvil de anillo con

hendidura, de forma que para un valor de Dh = 224,7 mm le corresponde un espacio

diametral libre respecto al haz tubular de 52 mm, por lo que el diámetro interior de

la carcasa será:

Dc = 224,7 + 52 = 263,9 mm

Se colocarán también una serie de deflectores con el fin de dirigir el flujo del

agua a través de la carcasa, para aumentar su velocidad y mejorar la transferencia de

calor. Los deflectores serán de tipo segmental, de forma que el corte de éstos, es

decir el segmento circular eliminado para formar el deflector será del 25 %, para así

evitar una pérdida de carga excesiva. La separación de los deflectores será

aproximadamente del 30 % del diámetro interior de la carcasa:

tubos50 SSN

ct ≅=

mm 9,2110,175

N dD

285,21

teh =

=


35

lD = 0,3 Dc = 79,18 mm

Las características del condensador a instalar se muestran a continuación:

- Diámetro exterior de los tubos ................................. de = 18 mm.

- Diámetro interior de los tubos .................................. di = 16 mm.

- Longitud ......................................................................... L = 2 m.

- Separación entre centros ........................................ pt = 22,5 mm.

- Número total de tubos ..................................................... Nt = 50.

- Número de pasos por tubo ...................................... Np = 2 pasos.

- Número de pasos por la carcasa ....................................... 1 paso.

- Diámetro del haz tubular .................................... Dh = 211,9 mm.

- Diámetro interior de la carcasa ........................... Dc = 263,9 mm.

- Corte de los deflectores ....................................................... 25 %

- Separación entre los deflectores ............................ lD = 79,2 mm.

5.5.6 Transferencia de calor en el condensador.

Para los intercambiadores de calor de carcasa y tubos, el coeficiente global

de transferencia de calor viene dado por la siguiente expresión:

siendo:

UG → Coeficiente global de transferencia de calor (W m-2 ºC-1).

αe → Coeficiente de convección de la superficie exterior (W m-2 ºC-1).

ii

e

iii

ei

e

e

eie

G

1dd1

dd

ddln

2d11

1 U

α⋅+

α⋅+

λ

+α

+α

= [8]


36

αi → Coeficiente de convección de la superficie interior (W m-2 ºC-1).

αei → Coeficiente de incrustación exterior (W m-2 ºC-1).

αii → Coeficiente de incrustación interior (W m-2 ºC-1).

λ → Conductividad térmica del material del tubo (W m-1 ºC-1).

de → Diámetro exterior del tubo (m).

di → Diámetro interior del tubo (m).

5.5.6.1 Cálculo del coeficiente de convección exterior (αe).

Para el cálculo del coeficiente de convección en el lado de la carcasa se

aplicará el método de Kern, el cual establece un diámetro equivalente en función del

perímetro mojado por el flujo axial y una velocidad hipotética basada en el área

máxima de la carcasa para el flujo cruzado.

Las propiedades físicas del agua que hay que considerar, a la temperatura

media de operación:

son las siguientes:

- Densidad: ρ = 995 Kg m-3

- Viscosidad: µ = 0,8 ⋅ 10-3 N s m-2

- Calor específico: cp = 4,187⋅ 103 J Kg-1 ºC-1

- Conductividad térmica: λ = 0,6 W m-1 ºC-1

El procedimiento de cálculo establece los siguientes pasos:

Cº 32 2

35 29 t =+

=


37

1º) Cálculo del área de flujo cruzado.

Para la hipotética columna de tubos en el ecuador de la carcasa, se tiene:

2º) Cálculo de la velocidad lineal a través e la carcasa.

3º) Cálculo del diámetro equivalente.

Para una disposisicón triangular de tubos, se cumple:

4º) Cálculo de los números de Reynolds y Prandtl.

5º) Determinación del factor de transferencia de calor.

Para Re = 4,816 ⋅ 103 y teniendo en cuenta que los deflectores tienen un corte

del 25%, se obtiene un factor de transferencia de calor para la carcasa de:

jh = 8,2 ⋅ 10-3

6º) Determinación del coeficiente de convección.

Partiendo de la ecuación de Nusselt, y despreciando la corrección por

viscosidad, se tiene:

23-Dc

t

et m 10 4,18 l D p

dpA ⋅=−

=

sm 0,303

A / m =ρ

=ν

( ) mm 12,8 d 917,0p d10,1d 2

e2t

eeq =−=

58,5 c

Pr

10 4,816 d

Re

p

3eq

=λ

µ=

⋅=µ

ρν=


38

Nu = jh Re Pr1/3

siendo:

Despejando el coeficiente de convección y sustituyendo la ecuación de

Nusselt, queda:

y por tanto:

5.5.6.2 Cálculo del coeficiente de convección interior (αi).

La condensación de los vapores de refrigerante se llevará a cabo en el

interior de los tubos. A lo largo de ellos, el flujo irá variando desde una fase simple

de vapor a la entrada, hasta una fase simple líquida a la salida. En un punto

intermedio del intercambiador, la transferencia de calor dependerá del modelo de

flujo en dicho punto, que será un modelo con doble fase.

Con objeto de determinar el coeficiente medio de transferencia de calor para

la condensación en tubos horizontales, serán analizados dos modelos de flujo: anular

y estratificado y se seleccionará el valor más alto para el diseño del condensador.

Las propiedades físicas que hay que considerar para el refrigerante R-134a, a

la temperatura media de 32ºC son:

λ

α= eqe d

Nu

1/3h

eqe Pr Re j

d λ=α

CºmW 288.3 2e =α


39

- Densidad del líquido: ρl = 1.177 Kg m-3.

- Densidad del vapor: ρv = 40,63 Kg m-3.

- Viscosidad del líquido: µl = 0,185 ⋅ 10-3 N s m-2.

- Viscosidad del vapor: µv = 1,27 ⋅ 10-5 N s m-2.

- Calor específico del líquido: = 1,46⋅ 103 J Kg-1 ºC-1.

- Conductividad térmica del líquido: λl = 0,079 W m-1 ºC-1.

a) Flujo anular.

El modelo de flujo anular representa la condición límite para altas

velocidades de vapor y bajas de condensado.

El coeficiente de convección (αi) puede estimarse a partir de la ecuación de

Bouyko-Kruzhilin, simplificada teniendo en cuenta la hipótesis de que el vapor entra

en forma saturada y a la salida está totalmente saturado:

donde sería el coeficiente de convección para el flujo en fase simple del

condensado total, es decir, el coeficiente que se obtendría si el condensado llenase el

tubo y estuviera fluyendo solo. En dichas condiciones, se puede expresar:

El procedimiento de cálculo es el siguiente:

2

1 v

l

'ii

ρρ

+α=α

'iα

0,430,8

i

l'i Pr Re

d 0,021 λ

=α

lpc

[9]

[10]


40

1º) Cálculo de la sección recta de un grupo de tubos.

Para un cambiador de calor de 2 pasos por los tubos se tiene:

2º) Cálculo de la velocidad lineal de paso por los tubos.

3º) Cálculo de los números de Reynolds y Prandtl.

4º) Cálculo de αi’ y αi:

A partir de la ecuación [10] se obtiene:

y sustituyendo este valor en la ecuación [9]:

b) Flujo estratificado.

Este modelo de flujo representa la condición límite para bajas velocidades de

vapor y condensado.

23-2it m 10 5,03

4d

2NA ⋅=

π⋅=

sm 0,037

A / G lr =ρ

=ν

3,4 c

Pr

10766,3 d Re

l

p

3

l

li

ll =λ

µ=

⋅=µρν

= −

CºmW 127,3 ' 2i =α

CºmW 406,2 2i =α


41

El coeficiente de convección (αi) se estima a partir de la ecuación de Nusselt

para la condensación en tubos horizontales, aplicándole un factor de 0,8 para

corregir la reducción del coeficiente debida a la acumulación de condensado en el

fondo del tubo:

siendo:

g → Aceleración de la gravedad (9,81 m s-2).

Γh → Flujo de condensado por unidad de longitud. Viene determinado por:

y aplicando la ecuación [11], se obtiene:

5.5.6.3 Cálculo del coeficiente global (UG).

Para la determinación del coeficiente global de transferencia de calor se toma

el valor más alto del coeficiente de convección interior, que en este caso es el

correspondiente al modelo estratificado:

αi = 1.911 W m-2 ºC-1

αe = 3.288 W m-2 ºC-1

Como coeficientes de incrustación, tanto interior como exterior, se toma un

valor de 5.000 W m-2 ºC-1, que puede considerarse una cifra aceptable para unas

condiciones normales de operación del condensador:

( ) 3/1

hl

vllli 0.95 0,8

Γµρ−ρρ

λ⋅=α [11]

s mKg 102

N LG 3

t

rh

−⋅==Γ

CºmW 911.1 2i =α


42

αii = 5.000 W m-2 ºC-1

αei = 5.000 W m-2 ºC-1

Para los tubos de cobre, la conductividad térmica es:

λ = 384 W m-1 ºC-1

Sustituyendo en la ecuación [8] todos los coeficientes anteriores y los

diámetros seleccionados, se obtiene como coeficiente global de transferencia de

calor:

UG = 754,94 W m-2 ºC-1

Este valor es muy aproximado al dato de partida (UG = 750 W m-2 ºC-1), por

lo que se considera correcto para el diseño del condensador, desde el punto de vista

de la transferencia de calor.

5.5.7 Cálculo de las caídas de presión en el condensador.

Como se ha visto anteriormente, el condensador diseñado satisface los

requisitos en cuanto a transferencia de calor, pero para dar por correcto el diseño de

éste se ha de cumplir que las pérdidas de carga en él sean aceptables.

5.5.7.1 Caídas de presión en la carcasa.

Aplicando el método de Kern se puede obtener un valor aproximado de la

pérdida de carga del fluido a su paso por la carcasa. Este valor viene dado por la

expresión:

2 v

lL

dD j 8 p

2

Deq

cf

ρ=∆ [12]


43

siendo:

∆p → Caída de presión a través de la carcasa (Pa).

jf → Factor de corrección.

El número de Reynolds, como se vio en el apartado 5.5.6.1 para el fluido que

circula por la carcasa toma un valor de:

Re = 4.816

Para este valor, en las condiciones de flujo del agua y para el tipo de

condensador elegido se tiene:

jf = 5,1 ⋅ 10-2

y sustituyendo en la ecuación [12] resulta:

∆p = 9.702 Pa

valor que se considera aceptable.

5.5.7.2 Caídas de presión en el interior de los tubos.

En condiciones normales, la caída de presión en el interior de los tubos,

viene dada por la expresión:

siendo:

∆p → Caída de presión a través de los tubos (Pa).

2

5,2dL j 8 N p

2v

ifp

νρ

+=∆ [13]


44

Np → Número de pasos por los tubos.

jf → Factor de fricción.

En el caso de la condensación, es difícil predecir la caída de presión, ya que

se tienen dos fases. Normalmente se calcula ∆p referido al flujo de vapor en las

condiciones de entrada y se aplica un factor del 50 % para referirlo a todo el

proceso.

El procedimiento de cálculo es el siguiente:

1º) Cálculo de la sección recta de un grupo de tubos.

Para un cambiador de calor de 2 pasos por los tubos se tiene:

2º) Cálculo de la velocidad lineal de paso por los tubos.

3º) Cálculo del número de Reynolds:

4º) Cálculo del factor de fricción.

Para Re = 55.102, se obtiene:

jf = 3,3 ⋅ 10-3

23-2it m 10 5,03

4d

2NA ⋅=

π⋅=

sm 1,0765

A / G

vr =ρ

=ν

102.55 d

Rev

vi =µρν

=


45

5º) Cálculo de la caída de presión.

Aplicando la ecuación [13] se obtiene:

∆p = 273,1 Pa

valor que se considera aceptable.

5.6 Cálculo del evaporador.

5.6.1 Elección de los evaporadores.

Se instalarán en la cámara frigorífica dos evaporadores con el fin de obtener

un ambiente más homogéneo en cuanto a temperaturas. Éstos irán colocados a

ambos lados de la puerta de acceso, como puede verse en la figura nº4, a una

distancia de 3,75 m del centro de la puerta,

y tienen las siguientes características:

- Tipo de construcción: tubos con aletas exteriores. Los tubos serán

lisos y de cobre y las aletas de aluminio y con una separación de 7

mm.

Figura nº4.- Situación de los evaporadores en el interior de la cámara frigorífica.

Palets

Evaporadores


46

1 ºC

-2 ºC

-5 ºC

- Método de alimentación: expansión seca. Se proyecta disponer una

válvula de expansión electrónica.

- Procedimiento de circulación de aire: convección forzada por medio

de ventiladores.

- El coeficiente de transferencia de calor es de 24 Kcal m-2 h-1 ºC-1.

5.6.2 Superficie de evaporación.

Para el cálculo de la superficie de evaporación partimos de los siguientes

datos:

- Temperatura del aire a la entrada del evaporador: Se hace coincidir

con la temperatura de conservación del producto. tae = 1ºC

- Temperatura del aire a la salida del evaporador: Se supone que el aire

se enfría 3ºC al pasar por el evaporador. tas = -2ºC.

- Temperatura de evaporación: Para su cálculo se estima el valor del

salto térmico:

DT = tae - te

Suponiendo:

Circulación de aire forzada.

Evaporador de tubos con aletas.

HR = 85 %.

se obtiene: DT = 6ºC, por lo que se obtiene te = -5ºC.

Figura nº5.- Diagrama de temperaturas


47

- Calor a evacuar por cada uno de los evaporadores:

La superficie necesaria para el evaporador viene determinada por la siguiente

ecuación:

Qe = UG S ∆tml

siendo:

∆tml → Salto térmico medio logarítmico. Viene determinado por:

Por lo que la superficie será:

S = 107,7 m2

5.6.3 Caudal de aire.

El caudal de aire que debe circular sobre el evaporador viene determinado

por la potencia frigorífica necesaria en la cámara a proyectar:

Q = ma (he – hs)

hKcal 11.194

2QQe ==

( ) ( ) [ ] [ ] Cº 4,33

)5(2)5(1ln

)5(2)5(1

ttttln

ttttt

eas

eae

easeaeml =

−−−−−

−−−−−−=

−−

−−−=∆

[14]


48

siendo:

ma → Caudal másico de aire (Kg h-1)

he → Entalpía del aire a la entrada del evaporador (Kcal Kg-1).

hs → Entalpía del aire a la salida del evaporador (Kcal Kg-1).

Las temperaturas de entrada y salida de aire en el evaporador han sido fijadas

anteriormente, por lo que se obtiene sobre el diagrama psicrométrico los valores que

aparecen en la tabla nº7.

Tabla nº7.- Valores de entalpía y volumen específicos obtenidos del diagrama

psicrométrico.

Condiciones Temperatura

(ºC)

HR

(%)

h

Kcal Kg-1

ve

m3 Kg-1

Entrada tae = 1 85 2,3 0,780

Salida tas = -2 90 1,3 0,770

Aplicando la ecuación [14] se obtiene:

Teniendo en cuenta el volumen específico del aire en las condiciones

intermedias (vmed) se puede determinar el caudal volumétrico del aire con la

siguiente ecuación:

va = ma vmed

hKg 1.194 ma =


49

Para vmed = 0,775 se obtiene:

A partir de tal valor y conociendo el volumen del recinto refrigerado (V), se

calcula el verdadero coeficiente de recirculación:

5.6.4 Características de los evaporadores a instalar.

Se elige por catálogo el evaporador que más se ajusta a los parámetros

determinados anteriormente (hay que tener en cuenta que se dispondrán dos

evaporadores). Las características de cada uno de ellos son:

- Potencia: 13.420 Kcal h-1.

- Separación de aletas: 7 mm.

- Superficie de intercambio: 81,3 m2.

- Caudal de aire: 9.060 m3 h-1.

- Proyeción de aire: 37 m.

- Número de ventiladores: 2.

- Diámetro de la hélice de los ventiladores: 500 mm.

- Potencia de los ventiladores: 430 W por unidad, resultando una

potencia total de 860 W.

hm 675.8 v

3

a =

3m 75,3932Vv ==

hionesrecirculac 22,1

vv iónrecirculac de eCoeficient a ==


50

- Tipo de corriente: 220 / 380 V-3, 50 Hz.

- Potencia de las resistencias laterales y bandeja): 7,8 kW.

5.6.5 Cálculo de la temperatura de impulsión del aire en el evaporador.

La temperatura de impulsión del aire en el evaporador puede calcularse con

la siguiente ecuación:

Q = G cp (te – ti)

siendo:

Q → Potencia frigorífica: 11.194 Kcal h-1.

G → Caudal de aire en peso: 11.194 Kg h-1.

cp → Calor específico del aire: 0,24 Kcal Kg-1 ºC-1.

te → Temperatura del aire a la entrada del evaporador: 1ºC.

ti → Temperatura de impulsión del aire.

Despejando ti de tal ecuación, se obtiene:

ti = -3,16 ºC

5.7 Desescarche.

En la cámara proyectada se dispondrá un sistema de desescarche, realizado

mediante resistencias eléctricas, calentándose eléctricamente también, la bandeja del

evaporador y el tubo de drenaje, para evitar una nueva congelación del hielo una vez

fundido.


51

5.7.1 Cálculo de la frecuencia de desecarche.

Los datos térmicos a considerar son:

- Caudal de aire en los evaporadores: va = 8.675 m3 h-1 =2,4 m3 s-1.

- Condiciones de conservación: 1ºC, HR = 85 %, siendo el peso

específico del aire de la cámara 1,29 Kg m-3 y la temperatura de

evaporación es de –5 ºC.

- La potencia instalada en la resistencias es: P = 7,8 Kw.

- La duración deseada del período de desescarche es: θ = 30 min.

La masa de hielo que se fundirá con la potencia instalada (siendo su calor de

fusión Lf = 336 KJ Kg-1) será:

Para determinar la cantidad de agua que se convierte en escarcha en el

evaporador por unidad de tiempo, se cuantifica la deshumidificación del aire a su

paso por el evaporador, obteniéndose del diagrama psicrométrico los valores de

humedad específica recogidos en la tabla nº8.

Kg 41,78 L P mf

=θ

=


52

Tabla nº 8.- Humedades específicas del aire a la entrada y salida del

evaporador.

Condiciones Temperatura

(ºC)

HR

(%)

n

g agua Kg-1 a.s.

Entrada tae = 1 85 3,6

Salida tas = -2 90 2,8

El aire se habrá deshumidificado:

La cantidad de hielo que se formará es:

Así pues, la masa de hielo que fundirá la potencia instalada se acumulará en

un tiempo:

Como anteriormente se ha supuesto un tiempo de funcionamiento de la

instalación frigorífica de 18 horas/día, se harán 4 desescarches al día.

sg 2,48

sm2,4

mKg1,29

a.s. Kgagua g 0,8

3

3 =⋅⋅

h 4,68 s 16.847

shielo Kg102,48

hielo Kg 41,78 3-

==⋅

=θ

a.s. Kgg8,08,26,3n =−=∆


53

5.8 Cálculo de las líneas de refrigerante.

5.8.1 Criterios de cálculo.

Las tuberías que componen el circuito frigorífico serán de cobre, por tratarse

de un material compatible con la utilización de fluido y que presenta ventajas

derivadas de su facilidad de montaje.

Se emplearán tuberías de cobre normalizadas, expresando el diámetro

nominal en pulgadas.

El dimensionamiento de las tuberías de refrigerante se realizará bajo el

criterio de no superar unas determinadas pérdidas de carga, de forma que limiten la

disminución de potencia frigorífica y se mantenga un correcto funcionamiento de la

instalación. Los valores de las pérdidas de carga admisibles para el fluido

frigorígeno utilizado en la instalación (R-134a) son las siguientes:

- Tubería de aspiración: ∆p ≤ 0,14 bar.

- Tubería de descarga: ∆p ≤ 0,14 bar.

- Tubería de líquido: ∆p ≤ 0,35 bar.

Para el dimensionamiento de las tuberías se emplearán ábacos que permiten

determinar los diámetros de los tubos de cobre en función de las potencias

frigoríficas y las pérdidas de carga admisibles, teniendo en cuenta además, las

temperaturas de evaporación y condensación del sistema. Puesto que los ábacos han

sido establecidos para unas longitudes de 30 m, todas las pérdidas de carga se

referirán a esa longitud. Con objeto de incluir las pérdidas de carga debidas a los


54

accidentes de recorrido (válvulas, codos, etc.), la longitud de cada tramo se

incrementará un 30 % para obtener la longitud equivalente:

Leq = 1,30 L

5.8.2 Tubería de aspiración.

Las tuberías de aspiración, comprendidas entre las salidas de los

evaporadores y la entrada al compresor, se dimensionarán de forma que la caída

total de presión no sea superior a 0,14 bar en el tramo más desfavorable.

La tubería de aspiración se compone de tres tramos, como se indica en la

figura nº6.

Figura nº6.- Tramos de la tubería de aspiración

y sus longitudes

Las longitudes de tales tramos están recogidas en la tabla nº9.

Tabla nº9.- Longitudes de los tres tramos de la tubería de aspiración.

Tramo Longitud (m)

E1-A 8,5

E2-A 0,1

A-Cp 13,0

A

Cp

E2

E1


55

La determinación del diámetro de cada tubería se hará limitando la caída de

presión en el tramo de máxima longitud, en este caso E1-Cp. La longitud de este

tramo es de 21,5 m, y le corresponde una longitud equivalente de 28 m.

La pérdida de carga es lineal, por lo que en cada tramo se producirá una

caída de presión proporcional a su longitud, de forma que la suma total de las caídas

de presión de cada tramo da la caída de presión total.

- Tubería E1-A:

- Tubería A-Cp:

Refiriendo esta pérdida de carga a 30 m de tubería, y teniendo en cuenta la

capacidad frigorífica, mediante el uso de ábacos se determina el diámetro de la

tubería a instalar.

- Tubería E1-A:

bar 055,0281114,0p

m 11 L

30

eq

=⋅=∆

=

bar 085,0281714,0p

m 17 L

30

eq

=⋅=∆

=

hKcal 11.194Q

bar 15,01130055,0p30

=

=⋅=∆


56

Por lo que el diámetro de la tubería es 1 5/8” y le corresponde una pérdida de

carga de 0,07 bar para 30 m de tubería, por lo que en este caso, para una tubería de

Leq = 11 m le corresponde una pérdida de carga p1 = 0,0256 bar.

- Tubería A-Cp:

Por lo que el diámetro de la tubería es 2 1/8” y le corresponde una pérdida de



Así, la pérdida de carga total en el tramo más desfavorable es

p1 + p2 = 0,0473 bar ≤ 0,15 bar.

La tubería E2-A al tener la misma capacidad frigorífica que la tubería E1-A, y

por tener una longitud muy pequeña, se utilizará el mismo diámetro comercial que

en la E1-A.

5.8.3 Tubería de descarga.

Esta tubería conecta la salida del compresor con la entrada del condensador.

Para su dimensionamiento se tomará el mismo valor de pérdida de carga admisible

que para las tuberías de aspiración, es decir, ∆p = 0,14 bar.

La tubería de descarga se encuentra localizada en la sala de máquinas y tiene

una longitud aproximada de 1,7 m. La longitud equivalente de la tubería será:

hKcal 22.388Q

bar 15,01730085,0p30

=

=⋅=∆


57

Leq = 1,30 L = 2,2 m

Refiriendo el valor de la pérdida de carga a una tubería de 30 m, se obtiene

que la pérdida de carga para tuberías de 30 m sería:

Según el ábaco para tubos de cobre con R-134a, para este valor de la pérdida

de carga y una potencia frigorífica del compresor de 22.388 Kcal h-1, el diámetro de

la tubería de descarga deberá ser de 1 1/8”. Correspondiéndole una pérdida de carga

de 0,7 bar, por lo que la pérdida de carga en la tubería de descarga será

0,051 bar ≤ 0,14 bar.

5.8.4 Tuberías de líquido.

Las tuberías de líquido conectan el condensador con los evaporadores, en

éstas se limitará la caída de presión a fin de evitar una vaporización parcial del

refrigerante antes de llegar a las válvulas electrónicas. No obstante, en este caso y

debido al subenfriamiento del líquido, el riesgo de vaporización es mucho menor, y

la pérdida de carga en la tubería no será crítica. A pesar de ello, se tomará un valor

máximo de la pérdida de carga admisible de 0,35 bar para el tramo más desfavorable

de la instalación.

Está compuesta, al igual que la de aspiración por varios tramos como se

indica en la figura nº7.

bar 9,12,2

3014,0p30 =⋅=∆


58

La tubería de aspiración se compone de tres tramos, como se indica en la

figura nº7.

Figura nº7.- Tramos de la tubería de líquido

y sus longitudes

Las longitudes de tales tramos están recogidas en la tabla nº10.

Tabla nº10.- Longitudes de los tres tramos de la tubería de líquido.

Tramo Longitud (m)

E1-B 8,5

E2-B 0,2

B-Cd 13,0

La determinación del diámetro de cada tubería se hará limitando la caída de

presión en el tramo de máxima longitud, en este caso E1-Cd. La longitud de este

tramo es de 21,5 m, y le corresponde una longitud equivalente de 28 m.

La pérdida de carga es lineal, por lo que en cada tramo se producirá una

caída de presión proporcional a su longitud, de forma que la suma total de las caídas

de presión de cada tramo da la caída de presión total.

B

Cd

E2

E1


59

- Tubería E1-B:

- Tubería B-Cd:

Refiriendo esta pérdida de carga a 30 m de tubería, y teniendo en cuenta la

capacidad frigorífica, mediante el uso de ábacos se determina el diámetro de la

tubería a instalar.

- Tubería E1-B:

Por lo que el diámetro de la tubería es 5/8” y le corresponde una pérdida de



- Tubería B-Cd:

bar 137,0281135,0p

m 11 L

30

eq

=⋅=∆

=

bar 212,0281735,0p

m 17 L

30

eq

=⋅=∆

=

hKcal 11.194Q

bar 374,01130137,0p30

=

=⋅=∆

hKcal 22.388Q

bar 374,01730212,0p30

=

=⋅=∆


60

Por lo que el diámetro de la tubería es ¾” y le corresponde una pérdida de

carga de 0,15 bar para 30 m de tubería. En este caso, para una tubería de Leq = 17 m

le corresponde una pérdida de carga p2 = 0,085 bar.

Así, la pérdida de carga total en el tramo más desfavorable es

p1 + p2 = 0,158 bares ≤ 0,35 bar.

La tubería E2-B al tener la misma capacidad frigorífica que la tubería E1-B, y

por tener una longitud muy pequeña, se utilizará el mismo diámetro comercial que

en la E1-B.

5.9 Elementos accesorios y de regulación.

La instalación frigorífica además de los aparatos anteriormente calculados,

estará dotada de una serie de elementos accesorios y de regulación, cuya función

será asegurar un correcto funcionamiento de la instalación.

A continuación se establece una relación de los mismos:

5.9.1 Elementos accesorios.

5.9.1.1 Recipiente de líquido.

Se situará debajo del condensador y su misión será recibir el fluido

refrigerante condensado que llegará por gravedad, almacenarlo y alimentar

continuamente a los evaporadores. A su vez, permitirá amortiguar las fluctuaciones

de ajuste en la carga del refrigerante y mantendrá el condensador purgado de

líquido.


61

Estará provisto de válvulas de paso manuales en las conexiones de entrada y

salida, así como de un visor de nivel de líquido.

Su capacidad ha de ser tal que pueda acumularse la carga total de líquido

refrigerante de la instalación cuando ésta se detenga.

5.9.1.2 Depósito de aceite.

Irá instalado junto al compresor, de forma que abastezca a éste del aceite

necesario para la compresión. A éste llegará el aceite que haya podido ser arrastrado

por el gas comprimido y que haya sido separado posteriormente.

5.9.1.3 Separador de aceite.

Se instalará en la tubería de descarga del compresor, para evitar en lo posible

el arrastre de aceite por parte de los gases comprimidos, puesto que la presencia de

éste en el líquido refrigerante disminuye la capacidad del evaporador y el

condensador.

5.9.1.4 Regulador del nivel de aceite.

Se instalará junto al compresor, de forma que se mantenga constante el nivel

de aceite del cárter, alimentándose del depósito general de aceite, para una correcta

lubricación del compresor.


62

5.9.1.5 Deshidratador.

Se instalará con el fin de retener la humedad que pueda aparecer en el

circuito frigorífico, lo cual perjudicaría el funcionamiento de la válvula de expansión

y podría provocar la descomposición del aceite lubricante.

El deshidratador será de adsorción o físico, formado por un cartucho con

relleno de gel de sílice. Su montaje se hará de forma vertical en la tubería de líquido,

con sentido de circulación de arriba hacia abajo.

5.9.1.6 Visores de líquido.

El sistema irá dotado de dos visores de líquidos:

- El primero irá colocado a continuación del deshidratador, siendo su

misión detectar el nivel de humedad del fluido refrigerante. Para ello

el visor estará dotado de un indicador que cambie de color cuando el

contenido de humedad supere el valor crítico.

Este visor permite además determinar visualmente el nivel de

líquido refrigerante del sistema y si se produce una pérdida de craga

excesiva con formación de burbujas en la tubería de líquido.

- El segundo visor irá colocado en la tubería de retorno de aceite al

compresor, para verificar el funcionamiento automático del separador

de aceite.


63

5.9.2 Elementos de regulación.

5.9.2.1 Válvulas de expansión electrónica.

Constituyen un sistema de expansión electrónica para el control de los

evaporadores, que agrupa las funciones de la válvula de expansión, válvula

solenoide y termostato de ambiente. Están formados por un regulador electrónico,

una válvula de expansión accionada eléctricamente y tres sensores.

Su misión consiste en controlar el suministro de líquido a los evaporadores,

que trabajarán en régimen de expansión seca. La inyección de refrigerante se

regulará por medio de las señales procedentes de dos sensores que registran la

diferencia de temperatura a la entrada y salida del evaporador, manteniendo

constante el recalentamiento, independientemente de las condiciones de

funcionamiento en cada momento. El tercer sensor actuará como termostato

proporcionando una función de control del compresor durante el desescarche.

Se colocarán dos válvulas de expansión electrostática, cada una de ellas a la

entrada de cada uno de los evaporadores.

5.9.2.2 Reguladores de presión de evaporación.

Se situarán en la tubería de aspiración, a la salida de los evaporadores. Su

misión es mantener la presión de evaporación por encima de un valor prefijado,

independientemente de la menor presión en la línea de aspiración; así se evita el

descenso de la temperatura de evaporación por debajo de un valor mínimo.


64

5.9.2.3 Regulador de presión de aspiración.

Se situará a la entrada del compresor para proteger los motores contra

sobrecargas en el momento de arranque, y en general ante fluctuaciones en la

presión de aspiración.

Se conseguirá limitar la presión de aspiración a un máximo determinado,

aunque aumente la carga del sistema y, por tanto la presión en los evaporadores.

5.9.2.4 Presostato combinado de alta y baja presión.

Se colocará un único presostato con dos funciones:

- Presostato de baja: Se conectará a la tubería de aspiración. Su misión

es asegurar la marcha automática de la instalación, en función de la

presión de evaporación y además detiene el compresor en el caso de

que la presión de aspiración está por debajo de un cierto límite.

- Presostato de alta: Se conectará a la tubería de descarga. La misión de

éste es desconectar el compresor en caso de un aumento anormal de la

presión de descarga.

En ambos casos, vuelve a ponerse en marcha el compresor cuando se han

restablecido las condiciones las condiciones normales de funcionamiento.

5.9.2.5 Presostato de aceite.

Irá instalado junto al compresor y su misión será la de proteger a éste en caso

de una reducción de la presión de aceite debido a una lubricación defectuosa.


65

5.9.2.6 Válvula de agua presostática.

Irá colocada en la tubería que conecta la torre de enfriamiento con el

condensador. La misión de ésta será asegurar una alimentación automática de agua a

este último en función de la presión de condensación, ajustando el caudal de agua a

la carga calorífica del sistema.

5.9.2.7 Equipos de medida.

Se dispondrán manómetros de alta y baja presión conectados a las válvulas

de cierre del compresor. También se colocarán un termómetro y un higrómetro para

el control de la temperatura y humedad del recinto refrigerado.

Anejo IX CALCULO TORRE DE ENFRIAMIENTO

1

1. INTRODUCCIÓN.

Con objeto de disminuir el consumo de agua de condensación, se dispondrá

una torre de enfriamiento, a través de la cual circula aire procedente del exterior que

absorbe calor para reducir la temperatura de la masa de agua, vaporizando una parte

de la misma.

La instalación se compondrá de los siguientes elementos:

- Torre de refrigeración.

- Red de tuberías.

- Grupo motobomba.

- Equipo de regulación de temperaturas.

- Línea de alimentación automática.

Se dispondrá una torre de tiro forzado, estando situada a la intemperie y de

tal forma que no haya recirculación entre el aire de admisión y el aire de expulsión.

El equipo motobomba irá situado al pie de la columna de aspiración, mientras que el

equipo de regulación de temperatura se situará al pie de la torre.

2. CALCULO DE LA TORRE DE ENFRIAMIENTO.

El condensador requiere para la condensación del fluido frigorígeno, según

se vio en el punto 5.5.4 del anejo “Instalación Frigorífica”, un caudal másico de agua

de 1,26 Kg s-1, que equivale a un caudal volumétrico de 4,54 m3 h-1, produciéndose

un salto térmico de 5ºC.


2

Las condiciones del aire exterior (t= 33,2 ºC y HR= 45%), que corresponden

a una temperatura del termómetro de bulbo húmedo de 23,6 ºC, determinan las

características del aire que entra en la torre de enfriamiento, que se obtienen del

diagrama psicrométrico:

- Contenido de agua del aire entrante: na1 = 14,3 g Kg-1 a.s.

- Entalpía del aire entrante: h1 = 16,9 Kcal Kg-1 a.s.

Asimismo, la temperatura del bulbo húmedo del aire a la salida de la torre,

también depende de la temperatura del termómetro de bulbo húmedo del aire a la

entrada, siendo del orden de 3-5 ºC superior a ésta. A su vez, el aire saliente siempre

estará un poco por debajo de las condiciones de saturación. Por tanto, se consideran

unas condiciones del aire saliente de la torre de 28 ºC de temperatura de bulbo

húmedo y 95% de humedad relativa, de forma que se obtiene:

- Contenido de agua del aire saliente: na1 = 14,3 g Kg-1 a.s.

- Entalpía del aire saliente: h1 = 16,9 Kcal Kg-1 a.s.

En la tabla nº1 se recogen los valores de todos los parámetros anteriores, que

representan las condiciones del aire en la torre de enfriamiento.

Tabla nº1.- Condiciones del aire a la entrada y salida de la torre de

enfriamiento.

Condiciones t (ºC) HR (%) na (g Kg-1 a.s.) h (Kcal Kg-1 a.s.)

Entrada tBS = 33,2 45 14,3 16,9

Salida tBH =28,0 95 23,1 20,8


3

G0 + Gc

te

G0 + Gc

ts

Gc tc

G0 t0

Para el cálculo de la torre de enfriamiento se utilizará la siguiente

nomenclatura:

G → Caudal de aire que circula por la torre y debe mover el/los

ventilador/es (Kg h-1).

Gc → Caudal de agua a la salida de la torre (Kg h-1).

G0 → Caudal de agua procedente de la red para reposición de las

pérdidas de vaporización (Kg h-1).

te → Temperatura del agua a la entrada del condensador (ºC).

ts → Temperatura del agua a la salida del condensador (ºC).

tc → Temperatura del agua a la salida de la torre (ºC).

t0 → Temperatura del agua de reposición (ºC).

En la figura nº1 se representa una instalación con un condensador enfriado

por agua y una torre de enfriamiento.

Figura nº1.- Esquema del condensador y la torre de enfriamiento.


4

En la instalación pueden establecerse los siguientes balances:

- Balances de energía en el condensador:

Qc = (G0 + Gc) cp (ts – te)

Qc = G0 cp (ts – t0) + Gc cp (ts – tc)

- Balance de energía en la torre de enfriamiento:

(G0 + Gc) cp ts – Gc cp tc = Gaire (h2 – h1)

Operando en las ecuaciones [1] y [3] y sabiendo que el calor específico del

agua es: cp = 1 Kcal Kg-1 ºC-1, se obtiene:

Qc = G (h2 – h1) – G0 t0

- Balance de materia en la torre de enfriamiento:

G (na2 – na1) = G0

En las condiciones del proyecto, los datos de partida son los siguientes:

Qc = 27.152 Kcal h-1 h1 = 16,9 Kcal Kg-1 a.s.

ts = 35 ºC na1 = 14,3 g Kg-1 a.s.

te = 29 ºC h2 = 20,8 Kcal Kg-1 a.s.

t0 = 18 ºC na2 = 23,1 g Kg-1 a.s.

El caudal de agua que circula por el condensador se puede obtener a partir de

la ecuación [1]:

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

hKg

525.4GG c0 =+


5

El caudal de aire que atraviesa la torre y el caudal de agua de reposición se

obtienen a partir del sistema de ecuaciones [4] y[5]:

A la salida de la torre se tiene un caudal de agua:

Para determinar la temperatura del agua a la salida de la torre de

enfriamiento pueden utilizarse las ecuaciones [2] y [3], o bien, se puede aplicar el

siguiente balance térmico:

(G0 + Gc) te = G0 t0 + Gc tc

obteniéndose:

tc = 29,2 ºC

3. ELECCION DE LA TORRE DE ENFRIAMIENTO.

Para la elección de la torre de enfriamiento, se analizan los siguientes

parámetros:

- Aproximación de la torre: Diferencia de temperatura entre la salida de

agua de la torre de enfriamiento y la temperatura de bulbo húmedo

del aire a la entrada de la torre.

A = ts – tbh a,e = 29,2 – 23,6 = 5,6 ºC

h

Kg 7.256,78 G

h

Kg 86,63G 0 ==

h

Kg 44,4461G c =


6

- Rango de la torre: Diferencia de temperatura del agua a la entrada y

salida de la torre de enfriamiento.

R = te – ts = 35 – 29,2 = 5,8 ºC

- Caudal de agua: 4,54 m3 h-1.

Con los datos anteriores y tras consultar las tablas sobre modelos de torres de

refrigeración comerciales, se elige una torre con las siguientes características:

Ø Caudal: 5 m3 h-1.

Ø Número de ventiladores: 1.

Ø Potencia del ventilador: 0,37 Kw.

Ø Diámetro tubería entrada de agua caliente: 2’’.

Ø Diámetro tubería salida de agua fría: 2’’.

Ø Peso aproximado en vacío: 250 Kg.

Ø Peso aproximado en funcionamiento: 439 Kg.

Anejo XI INSTALACION DE FONTANERIA

1

1. GENERALIDADES.

En el presente anejo se diseña y calcula la instalación para el abastecimiento

y la distribución de agua en la industria objeto del presente Proyecto. Se tendrán en

cuenta los siguientes criterios:

- La línea de abastecimiento conducirá el agua desde la arqueta de

acometida en la parcela hasta el interior de la nave. Se realizará de

acuerdo con la Norma NTE-IFA (1.976): Instalaciones de

Fontanería. Abastecimiento.

- La red interior de agua fría se ajustará a un esquema con contador

único y las líneas de distribución para abastecer las distintas zonas de

consumo, se ejecutarán de acuerdo con la Norma NTE-IFF (1.973):

Instalaciones de Fontanería. Agua Fría.

- La red de distribución de agua caliente se ajustará a un esquema de

producción individual a partir de la red de agua fría. Se adaptará a lo

establecido por la Norma NTE-IFC (1.973): Instalaciones de

Fontanería. Agua Caliente.

- La conducción de abastecimiento de agua quedará por encima de la

red de saneamiento, separada verticalmente al menos 50 cm.

- La conducción de agua caliente se dispondrá a una distancia superior

a 4 cm de la de agua fría y nunca por debajo de ésta.

- La red interior de agua se mantendrá a una distancia no menor de 30

cm de toda conducción o cuadro eléctrico.


2

2. LÍNEA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA.

El suministro de agua potable se hará a partir de la arqueta de acometida

(especificación IFA-24, según NTE), situada en la propia parcela y perteneciente a

la red mallada del Polígono Industrial “El Garrotal”, la cual asegura una dotación

suficiente y una presión adecuada para satisfacer las necesidades de la industria.

La línea de abastecimiento desde la arqueta hasta el contador general estará

constituida por una conducción reforzada de PVC (IFA-12) de 80 mm de diámetro

ya que atravesará espacios donde se prevé el paso de vehículos .

Su ejecución y maniobra serán exclusivas de la compañía suministradora.

3. NECESIDADES DE AGUA.

El agua se empleará en las siguientes partidas:

- Servicios y usos generales.

- Uso industrial.

- Limpieza.

- Protección contra incendios.

- Riego.

3.1 Servicios y usos generales.

El número de elementos, con sus gastos respectivos, según el Manual de

Uralita, quedan reflejados en la tabla nº1.


3

Tabla nº1.- Elementos de consumo y gasto asignado.

Zona Elemento Número Caudal (l s-1) Total (l s-1)

Lavabo 3 0,1 0,3

Inodoro 3 0,1 0,3

Ducha 2 0,2 0,4

Vestuarios

masculinos

Calentador 1 0,6 0,6

Lavabo 3 0,1 0,3

Inodoro 3 0,1 0,3

Ducha 2 0,2 0,4

Vestuarios

femeninos


Inodoro 2 0,1 0,2 Servicios

oficinas Lavabo 2 0,1 0,2

Fregadero 3 0,2 0,6


Ducha

Emergencia1 0,2 0,2

Laboratorio y

control de

calidad

Lavaojos 1 0,1 0,1

Taller Fregadero 1 0,2 0,2

3.2 Agua para uso industrial.

En este apartado se han de contemplar los siguientes conceptos:

- Línea de proceso: Se tendrán en cuenta los caudales más

desfavorables, ya que el consumo de agua varía en función del tipo de

presentación de la fruta y del formato de envase.

♦ Lavadora: 1 l s-1.

♦ Peladora al vapor: 2 l s-1


4

♦ Peladora química: 0,9 l s-1

♦ Envasadora volumétrica: 5 l min-1 = 0,08 l s-1

♦ Preparación de almíbar: 767,2 l h-1 = 0,21 l s-1 (caudal más

desfavorable – melocotón y pera enteros).

♦ Agua necesaria para esterilización (autoclaves):

2 ⋅ 2.500 l h-1 = 2 ⋅ 0,69 l s-1 = 1,39 l s-1

- Torre de recuperación: El caudal de agua procedente de la red para

reposición de las pérdidas por vaporización y arrastre se calculó en el

anejo “Cálculo de la torre de recuperación” y su valor es de

63,86 Kg h-1 = 1,1 l s-1.

- Producción de vapor: El consumo de vapor máximo se calculó en el

anejo “Instalación de vapor” y resultó ser de 1.963 Kg h-1 de vapor.

Como se dispone de una línea de retorno de condensado, a excepción

del vapor consumido por la peladora, ya que al entrar en contacto con

la fruta no se puede ni aconseja recuperar, se supone que se

necesitarán, como máximo, un caudal de agua igual a la cuarta parte

de las necesidades de vapor sin tener en cuenta el vapor consumido

por la peladora (282 Kg h-1), lo que supone 420 Kg h-1 incrementado

con el vapor requerido por la peladora.

Por lo tanto, la demanda de agua de la instalación de vapor se

estima en 0,2 l –1

3.3 Limpieza.

Se disponen 8 tomas de agua para la limpieza interiores, siendo estos grifos

de 1 l s-1 de caudal, cuya distribución tanto en el interior y en el perímetro exterior

de la nave aparece en el plano correspondiente.


5

3.4 Protección contra incendios.

El consumo de agua se estima en 1,7 l s-1 en cada equipo de manguera y

2 l s-1 en cada boca de incendio, para proyectar la línea de abastecimiento a los

equipos de protección contra incendio.

3.5 Bocas de riego.

Se disponen 6 bocas de riego repartidas de forma más o menos uniforme en

el perímetro de la nave con un caudal unitario de 1 l s-1.

3.6 Resumen general de caudales.

Según se aprecia en el plano correspondiente, se disponen cuatro líneas

independientes para abastecimiento de agua.

Las necesidades totales se pueden resumir en:

∗ Agua para servicios y usos generales: 4,7 l s-1

∗ Agua para uso industrial: 6,97 l s-1

* Limpieza: 14 l s-1

∗ Agua para protección contra incendios: 12 l s-1

* Ducha de emergencia laboratorio: 0,2 l s-1

* Lavaojos laboratorio: 0,1 l s-1

Las necesidades de agua considerando un grado alto de simultaneidad serán:

4,7 + 6,88 + 14 + +12 + 0,2 + 0,1= 37,88 l s-1


6

4. RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA FRÍA.

4.1 Generalidades.

La red de distribución de agua fría, se constituirá por medio de

canalizaciones de cobre (IFF-22), que se organizarán de modo que abastezcan los

diferentes puntos de consumo de agua.

En los puntos de consumo correspondientes a los aparatos sanitarios y tomas

de agua para limpieza, se colocarán grifos de agua fría (IFF-30).

Las tuberías de distribución exterior a la nave irán bajo tierra y las que

transcurren dentro del recinto de la nave irán empotradas en la pared con un

recubrimiento superior a los 2 cm.

La red de distribución de la nave constará de las siguientes líneas.

- Línea 1: Proporciona agua a dos bocas de riego, dos bocas de incendio, dos

grifos y a los servicios de las oficinas.

- Línea 2: Abastece a la línea de elaboración.

- Línea 3: Proporciona agua a cinco grifos, tres bocas de incendio, tres bocas

de riego y al laboratorio-control de calidad.

- Línea 4: Proporciona agua a los vestuarios, una boca de incendio, una boca

de riego y al comedor.

4.2 Cálculo del diámetro de las tuberías.

El cálculo del diámetro de las tuberías se realizará según la tabla nº1 de la

Norma NTE-IFF: Instalaciones de Fontanería. Agua Fría, teniendo en cuenta el uso


7

del edificio (público) y el tipo de tubería (cobre).

Para simplificar el cálculo del diámetro de los distintos tramos de tuberías se

empleará el concepto de grifo, entendiendo por tal aquella unidad de consumo cuyo

valor es de 0,1 l s-1.

Para el cálculo del caudal máximo que circula por cada tramo de tubería se

supondrá un coeficiente de simultaneidad igual a la unidad, estimando que esta

simplificación no afectará a los resultados, quedando del lado de la seguridad.

En las tablas nº2, 3, 4 y 5 se recogen los diámetros empleados en los distintos

tramos de cada una de las líneas proyectadas. Lo anteriormente expuesto puede

verse con mayor detalle en el plano correspondiente.


8

Tabla nº2.- Diámetro de las tuberías de la línea 1.

Tramo Caudal (l s-1) Nº GrifosDiámetro

(mm)

02 – 1A 8,4 84 40

1A – 1B 1 10 20

1A – 1C 7,4 74 40

1C – 1D 0,4 4 15

1D – 1E 0,1 1 10

1D – 1F 0,3 3 10

1F – 1G 0,2 2 10

1F – 1J 0,1 1 10

1G – 1H 0,1 1 10

1G – 1I 0,1 1 10

1C – 1K 7 70 40

1K – 1L 2 20 25

1K – 1M 5 50 30

1M – 1N 2 20 25

1M – 1O 3 30 25

1O – 1P 1 10 20

1O – 1Q 2 20 25

1Q – 1R 1 10 20

1Q – 1S 1 10 20


9

Tabla nº3: Diámetro de las tuberías de la línea 2.

Tramo Caudal (l s-1) Nº GrifosDiámetro

(mm)

02 – 2A 6,96 69,6 40

2A – 2B 3,9 39 20

2B – 2C 0,9 9 25

2B – 2D 3 30 15

2D – 2E 2 20 10

2D – 2F 1 10 10

2A – 2G 3,06 30,6 15

2G – 2H 0,08 0,8 10

2G – 2I 2,98 29,8 15

2I – 2J 0,21 2,1 10

2I – 2K 1,39 13,9 10

2K – 2L 0,69 6,9 25

2K – 2M 0,69 6,9 25


Tramo Caudal (l s-1) Nº Grifos Diámetro (mm)

02 – 3A 13,7 137 60

3A – 3B 1 10 20

3A – 3C 12,7 127 60

3C – 3D 0,2 2 10

3C – 3E 12,5 125 60

3E – 3F 0,1 1 10


10

Tabla nº4 (cont.).


3E – 3G 12,4 124 60

3G – 3H 0,2 2 10

3G – 3I 12,2 122 60

3I – 3J 0,2 2 10

3I – 3K 12 120 60

3K – 3L 2 20 25

3K – 3M 10 100 60

3M – 3N 1 10 20

3M – 3O 9 90 40

3O – 3P 1 10 20

3O – 3Q 8 80 40

3Q – 3R 1 10 20

3Q – 3S 7 70 40

3S – 3T 2 20 25

3S – 3U 5 50 40

3U – 3V 1 10 20

3U – 3X 4 40 30

3X – 3Y 1 10 20

3X – 3Z 3 30 25

3Z – 3AA 1 10 20

3Z – 3AB 2 20 25

3AB – 3AC 1 10 20

3AB – 3AD 1 10 20


11



O1 – 4A 5,2 52 40

4A – 4B 0,3 3 10

4B – 4C 0,1 1 10

4B – 4D 0,2 2 10

4D – 4E 0,1 1 10

4D – 4F 0,1 1 10

4A – 4G 4,9 49 30

4G – 4H 0,1 1 10

4G – 4I 4,8 48 30

4I – 4J 0,1 1 10

4I – 4K 4,7 47 30

4K – 4L 0,1 1 10

4K – 4M 4,6 46 30

4M – 4N 0,4 4 15

4N – 4O 0,2 2 10

4N – 4P 0,2 2 10

4M – 4Q 4,2 42 30

4Q – 4Q’ 3,8 38 30

4Q’ – 4Q’’ 2 20 25

4Q’ – 4U 1,8 18 25

4Q – 4R 0,4 4 15

4R – 4S 0,2 2 10

4R – 4T 0,2 2 10

4Q – 4U 1,8 18 25

4U – 4V 0,1 1 10

4U – 4W 1,7 17 25

4W – 4X 0,1 1 10


12

Tabla nº5 (cont.).


4W – 4Y 1,6 16 25

4Y – 4Z 0,1 1 10

4Y – 4AA 1,5 15 20

4AA – 4AB 0,3 3 10

4AB – 4AC 0,1 1 10

4AB – 4AD 0,2 2 10

4AD – 4AE 0,1 1 10

4AD – 4AF 0,1 1 10

4AA – 4AG 1,2 12 20

4AG – 4AH 1 10 20

4AG – 4AI 0,2 2 10

4.3 Cálculo del diámetro de las llaves de paso y contador general.

Las llaves de paso (IFF-23) se instalarán al principio de cada una de las

líneas, en el contador general, en los vestuarios, servicios y en todas las derivaciones

a inodoros y lavabos, así como en la cabeza de cada uno de los elementos de la línea

de elaboración y en la cabeza de las derivaciones que suministran al generador de

vapor y a los grifos para limpieza.

El diámetro de las llaves de paso se determinará según la Norma NTE-IFF, a

partir del diámetro del tramo de tubería en que se instalen. Estos valores quedan

reflejados en la tabla nº6.


13

Tabla nº6.- Diámetros de las llaves de paso y calibre de los contadores

según derivaciones.

DerivaciónDconducción

(mm)

Dllave

(mm)

Calibre

contador

(mm)

Línea 1

02 – 1A: Llave de paso línea 40 50 40

1A – 1B: Boca de riego 20 25 15

1C – 1D: Servicios oficinas 15 20 13

1K – 1L: Boca de incendio 25 32 20

1M – 1N: Boca de incendio 25 32 20

1O – 1P: Boca de riego 20 25 15

1Q – 1R: Grifo 20 25 15

1Q – 1S: Grifo 20 25 15

Línea 2

O2 – 2A: Llave de paso línea 40 50 40

2B – 2C: Envasadora volumétrica 15 20 13

2D – 2E: Peladora química 20 25 15

2F – 2G: Peladora al vapor 25 32 20

2F – 2H: Lavadora 20 25 15

2I – 2J: Depósito líquido gobierno 10 15 10

2K – 2L: Autoclave 15 20 13

2K – 2M: Autoclave 15 20 13


14

Tabla nº6.(cont.).


(mm)

Dllave

(mm)

Calibre

contador

(mm)

Línea 3


3A – 3B: Grifo 20 25 15

3C – 3D: Ducha de emergencia 10 15 10

3E – 3F: Lavaojos 10 15 10

3G – 3H: Fregadero 10 15 10

3I – 3J: Fregadero 10 15 10

3K – 3L: Boca de incendio 25 32 15

3M – 3N: Boca de riego 20 25 15

3O – 3P: Grifo 20 25 15

3Q – 3R: Grifo 20 25 15

3S – 3T: Boca de incendio 25 32 15

3U – 3V: Grifo 20 25 15

3X – 3Y: Grifo 20 25 15

3Z – 3AA: Boca de riego 20 25 15

3AB – 3AC: Grifo 20 25 15

3AB – 3AD: Boca de riego 20 25 15

Línea 4


4A – 4B: Inodoros vestuarios fem. 10 15 10

4A – 4G: Lavabos vestuarios fem.

(Llave de paso entrada)30 40 30


15

Tabla nº6 (cont.).


(mm)

Dllave

(mm)

Calibre

Contador

(mm)

4K – 4M: Lavabos vestuarios fem.

(Llave de paso salida)30 40 30

4M – 4N: Duchas vestuarios fem. 15 20 13

4Q – 4R: Duchas vestuarios masc. 15 20 13

4Q’ – 4U: Lavabos vestuarios masc.

(Llave de paso entrada)25 32 20

4Q’ – 4Q’’: Boca de riego 25 32 20

4A – 4G: Lavabos vestuarios fem.

(Llave de paso salida)30 40 30

4AA – 4AB: Inodoros vestuarios

masc.10 15 10

4AG – 4AH: Grifo 20 25 15

4AG – 4AI: Fregadero 10 15 10

Se instalará un contador general (IFF-17) de 65 mm, para controlar el

consumo total de agua de la instalación que quedará alojado en el interior de una

cámara permeabilizada en el interior de la industria, siendo ésta una zona de fácil

acceso. En el interior de esta cámara se instalará la llave de paso general de la

instalación.

Las dimensiones de la cámara, que han sido calculadas en función del

diámetro de la conducción de la acometida, son:


16

- Longitud: 2.200 mm

- Anchura: 800 mm

- Altura: 800 mm

El diámetro de la llave de paso general es de 80 mm.

5. RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA CALIENTE.

5.1 Generalidades.

Para proporcionar agua caliente a las duchas, lavabos y fregaderos, se

instalarán calentadores acumulativos individuales eléctricos (IFC-33), en los

vestuarios masculinos, femeninos y laboratorio-control de calidad.

La red de agua caliente estará constituida por canalizaciones de cobre sin

calorifugar (IFC-21), desde el calentador individual hasta los puntos de consumo. La

longitud máxima de distribución por acumulador no superará 12 m y las

canalizaciones se situarán de forma que no queden en contacto con el suelo.

Las tuberías de agua caliente irán aisladas con fibras de vidrio u otros, de

modo que no se impidan las dilataciones.

En los puntos de contacto se colocarán grifos de agua caliente (IFC-38).

5.2 Cálculo de los diámetros de las tuberías y llaves de paso.

El cálculo del diámetro de las tuberías se realizará de acuerdo a la tabla nº1

de la Norma NTE-IFC: Instalaciones de Fontanería. Agua Caliente, considerando el


17

tipo de instalación (individual), el uso del edificio (público) y el tipo de tubería

(cobre), y puede verse en la tabla nº7.

Tabla nº7.- Diámetro de las tuberías de las líneas de distribución de agua

caliente.

Tramo Caudal (l s-1)Nº

Grifos

Diámetro

(mm)

Laboratorio y control de calidad

O3 – 5A 0,3 3 22

5A – 5B 0,1 1 22

5C – 5D 0,1 1 22

5C – 5E 0,1 1 22

Vestuarios femeninos

O4 – 6A 0,7 7 28

6A – 6B 0,4 4 22

6B – 6C 0,2 2 18

6B – 6D 0,2 2 18

6A – 6E 0,3 3 22

6E – 6F 0,1 1 18

6E – 6G 0,2 2 18

6G – 6H 0,1 1 18

6G – 6I 0,1 1 18

Vestuarios masculinos

O5 – 7A 0,7 7 28

7A – 7B 0,4 4 22

7B – 7C 0,2 2 18

7B – 7D 0,2 2 18


18

Tabla nº7 (cont.)

Tramo Caudal (l s-1)Nº

Grifos

Diámetro

(mm)

7A – 7E 0,3 3 22

7E – 7F 0,1 1 18

7E – 7G 0,2 2 18

7G – 7H 0,1 1 18

7G – 7I 0,1 1 18

Servicios oficinas

O6 – 8A 0,2 2 18

8A – 8B 0,1 1 18

8B – 8C 0,1 1 18

A la salida de los calentadores se colocará una llave de paso (IFC-24), cuyo

diámetro se calculó a partir de la tabla nº7 de la NTE-IFC. Estos valores quedan

reflejados en la tabla nº8.

Tabla nº8.- Diámetros de las llaves de paso y calibre de los contadores.

Situación del calentadorDconducción

(mm)

Dllave

(mm)

Calibre

contador

(mm)

Laboratorio – control de

calidad22 25 15

Vestuarios femeninos 28 32 20

Vestuarios masculinos 28 32 20

Servicios oficinas 18 20 13


19

6. MANTENIMIENTO DE LA INSTALACION.

Cada dos años se realizará una revisión completa de la instalación, reparando

todas aquellas tuberías, accesorios y equipos que presenten mal estado o

funcionamiento deficiente.

Cada cuatro años se efectuará una revisión completa de estanqueidad y de

funcionamiento. Sin perjuicio de estas revisiones se repararán aquellos defectos que

puedan permitir fugas o deficiencias de funcionamiento en conducciones, accesorios

y equipos.

En ningún caso se utilizarán tuberías como bajantes de puesta a tierra de

aparatos eléctricos.

EMPRESA PROVINCIAL DE AGUAS AREA DE CONTROL DE CALIDAD ANÁLISIS DE CORDOBA, S.A. HOJA Nº 3 COMPLETO

Término Municipal: Palma del RíoPunto de muestreo: Red de distribución. Plaza de AndalucíaIdentificación de la muestra: Agua tratada. BajaMuestra tomada por: AyuntamientoHora: ---Fecha: 8-8-1995Número Análisis: 692Fecha del análisis: Del 9 al 11-8-95

DETERMINACIONES Reglamentación Técnico Sanitaria (B.O.E. 20-9-90)

ANEXO E Datos de Niveles Guia ConcentracionesCARACTERES MICROBIOLOGICOS la muestra Máximas Admisibles

COLIFORMES TOTALES / 100 ml : 0 - 0COLIFORMES FECALES / 100 ml : 0 - 0STREPTOCOCOS FECAL / 100 ml : 2 - 0CLOSTRID SULFIT RED / 100 ml : 0 - 0BACTER AEROB TOTAL 37º C / ml : 0/100 ml 10 -BACTERIAS AEROBIAS 22ºC / ml : 0/100 ml 100 -MICROOR PARASIT y/o PATOGEN : Presencia - -ELEMENT FORMES simple vista : Presencia - -

ANEXO FCONCENTRACION MAXIMA EXIGIDA PARA LAS AGUAS POTABLES DE CONSUMO PUBLICO QUEHAN SIDO SOMETIDAS A UN TRATAMIENTO DE ABLANDAMIENTO

DUREZA TOTAL (CO3Ca) mg / l 110 - 60 12,20 - -SALINIDAD (HCO3) mg / l 131 - -OXIGENO DISUELTO (O2) % sat 110 - 30OXIGENO DISUELTO (O2) mg / l 8,50 - -

1.- INTRODUCCIÓN. Los productos hortofrutícolas son alimentos ...

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