CONSUMO DE HIELO PARA ENFRIAR PESCADO

Consumo de hielo

El consumo de hielo puede ser determinado como la suma de dos componentes: el hielo necesario para enfriar el pescado a 0 °C y el hielo para compensar las pérdidas térmicas a los lados de la caja o el contenedor.

Cantidad de hielo necesaria para enfriar el pescado a 0°C

Teóricamente, la cantidad de hielo necesaria para enfriar el pescado desde temperatura ambiente Tf hasta 0 °C, puede ser fácilmente calculada de acuerdo al siguiente balance de energía:

L∗mh=mp∗cep∗(Tf−0) a.

Donde:

L = calor latente de fusión del hielo (80 kcal/Kg) mh = masa de hielo que se funde (Kg) mp = masa de pescado a ser enfriada (Kg) cep= calor específico del pescado (kcal/Kg  °C)

De la ecuación anterior (a) se desprende que:

mh=mp∗cep∗(TfL ) b.

La capacidad de calor específico del pescado magro es aproximadamente 0.8 (kcal/Kg  °C). Esto significa que como una primera aproximación:

mh=mp∗( Tf100 ) c.

Esta es una fórmula muy conveniente, fácil de recordar, para estimar rápidamente la cantidad de hielo requerida para enfriar pescado a 0 °C.

El pescado graso presenta valores cep más bajos que el pescado magro y en teoría, requiere menos hielo por kilogramo que el pescado magro; sin embargo, por propósitos de seguridad, es recomendable efectuar los cálculos como si el pescado mera siempre magro. Es posible afinar la determinación del cep, pero esto no altera significativamente los resultados.

Teóricamente, la cantidad necesaria para enfriar el pescado a 0 °C es relativamente pequeña y en la práctica se emplea mucho más hielo para mantener el pescado frío. Si relacionamos las dimensiones aproximadas de los pedazos de hielo (véase

Cuadro) con el principio de manipulación del pescado (rodear con hielo los ejemplares medianos y grandes) resulta claro que con algunos tipos de hielo (tubos, bloques triturados y placas) se requieren grandes cantidades sólo por consideraciones físicas.

Sin embargo, la razón principal para utilizar más hielo se debe a las pérdidas. Existen pérdidas debido al hielo húmedo y al hielo que salpica durante la manipulación del pescado, pero las pérdidas más importantes son las pérdidas térmicas.

Cantidad de hielo necesaria para compensar las pérdidas térmicas

En principio, el balance de la energía absorbida por el hielo derretido para compensar el calor del exterior de la caja o el contenedor puede ser expresada según se indica a continuación:

L∗( dMhdt )=U∗A∗(Te−Ti ) d.

Donde:

Mh = masa de hielo fundida para compensar las pérdidas térmicas (Kg)U = coeficiente general de transferencia térmica (kcal/hora  m2  °C)A = área de superficie del contenedor (m2)Te = temperatura externa (fuera del contenedor)Ti = temperatura del hielo (generalmente se toma como 0°C) t = tiempo (horas)

La ecuación (d) puede ser fácilmente integrada (asumiendo Te = constante) y el resultado puede ser expresado de la siguiente forma:

Mh−Mho=(U∗A∗(TeL )∗t) e.

Es posible estimar las pérdidas térmicas, calculando U y midiendo A. Sin embargo, este tipo de cálculo raramente proporciona una indicación exacta sobre los requisitos de hielo, debido a un número de factores prácticos (falta de datos confiables sobre materiales y condiciones, irregularidades en la construcción de contenedores, formas geométricas irregulares de cajas y contenedores, influencia de la tapa y el drenaje, efecto de la radiación y tipo de apilamiento).

Se pueden efectuar cálculos más precisos sobre los requisitos de hielo si se emplean pruebas de fusión, para determinar el coeficiente de transferencia de calor total de la caja o el contenedor, en las condiciones reales de trabajo (Boeri et al., 1985; Lupín, 1986a).

Las pruebas de fusión son muy fáciles de efectuar y no se requiere pescado. Los contenedores o cajas se llenan con hielo y se pesan antes de comenzar la prueba. A

determinados períodos, el agua derretida es drenada (si todavía no ha sido drenada) y el contenedor se pesa nuevamente. La reducción en el peso es una indicación del hielo perdido debido a las pérdidas térmicas. En la Figura se presentan los resultados obtenidos en dos pruebas de fusión efectuadas en condiciones de campo.

Inicialmente, parte del hielo se derrite para enfriar las paredes de la caja o el contenedor; dependiendo del tamaño y el peso relativo del contenedor, tipo de material de las paredes, su grosor y entidad de las pérdidas térmicas, esta cantidad puede ser despreciable. En caso de no serlo, el contenedor puede ser enfriado antes de comenzar la prueba, o puede calcularse la cantidad de hielo necesaria para enfriar el contenedor por diferencia, omitiendo la primera parte de la prueba de fusión. Es preferible una temperatura constante del aire circundante y esto puede ser obtenido durante cortos períodos de tiempo (por ejemplo, la prueba de una bolsa plástica en condiciones tropicales). Sin embargo, temperaturas razonablemente constantes pueden ser obtenidas durante los intervalos entre las mediciones de pérdida de peso y un promedio utilizado en los cálculos.

Resultados como los de la Figura pueden ser interpolados empíricamente mediante una ecuación lineal de la forma:

Mh=Mho−K∗t f.

Comparando las ecuaciones e yf, resulta claro que:

K=(Uef∗Aef∗(TeL ))gDonde:

Uef = coeficiente general de transferencia de calor efectivo Aef = área de superficie efectiva

Figura 7.3 Resultados obtenidos de pruebas de fusión de hielo en condiciones de campo. ( · ) caja de plástico estándar (no aislada) de 40 Kg de capacidad total, (x) contenedores plásticos aislados (Metabox 70, DK). Ambos mantenidos a la sombra, sin apilar, con hielo en escamas y temperatura externa (Te) promedio de 28 °C (Datos obtenidos durante el Taller Nacional FAO/DANIDA sobre Tecnología Pesquera y Control de la Calidad, Bissau, Guinea Portuguesa, marzo 1986)

De la expresión (g) se deduce que:

K=K '∗Te h.

K' puede ser eventualmente determinada, si los experimentos se conducen a diferentes temperaturas controladas.

La ventaja de las pruebas de fusión radica en que K puede ser obtenida experimentalmente por la pendiente de la línea recta, como aparece en la Figura, gráficamente o por regresión numérica (el cálculo puede ser efectuado con cualquier calculadora científica de bolsillo). En el caso de las líneas rectas que aparecen en la Figura las correlaciones encontradas son las siguientes:

Caja plástica:

Mh=10.29−1.13∗t r = -0.995 i.

K = 1,13 Kg de hielo/hora

Contenedor aislado:

Mh=9.86−0.17∗t r = -0.998 j.

K = 0,17 Kg de hielo/hora

Donde r = coeficiente de correlación

De las ecuaciones i y j, se deduce que el consumo de hielo, debido a las pérdidas térmicas en estas condiciones, es 6.6 veces mayor en la caja plástica que en el contenedor aislado. Es claro que en condiciones tropicales resulta prácticamente imposible manipular apropiadamente pescado en hielo empleando solo cajas no aisladas, y que será necesario emplear cajas aisladas, incluso cuando adicionalmente se utilice refrigeración mecánica.

La cantidad total de hielo necesaria resulta de sumar mh (véase Ecuaciones b y c) a Mh (según la expresión f), una vez que t (tiempo que el pescado debe permanecer enfriado en la caja o el contenedor, según sea el caso) ha sido estimado.

En condiciones tropicales puede ocurrir que, dependiendo del (t) estimado, el volumen total disponible dentro de la caja o el contenedor resulte insuficiente incluso para el hielo necesario para compensar las pérdidas térmicas, o que el volumen remanente para el pescado resulte insuficiente para hacer atractiva la operación de enfriamiento.

En estos casos puede ser factible introducir hielo adicional en una o más etapas, o recurrir a la refrigeración mecánica complementaria (véase la Figura para observar el efecto del almacenamiento en un cuarto de enfriamiento sobre el consumo de hielo). En la práctica, debe darse una indicación al supervisor o a las personas encargadas sobre cuando es necesario añadir el hielo.

Una propuesta analítica a este problema, relacionada con la estimación correcta de la relación hielo-pescado en contenedores aislados, puede ser encontrada en el trabajo de Lupín (1986 b).

El consumo de hielo a la sombra y bajo el sol

Una consideración de importancia, particularmente en países tropicales, es el incremento en el consumo de hielo cuando las cajas y contenedores aislados están expuestos al sol. La Figura muestra los resultados de una prueba de fusión experimental realizada con una caja en la sombra y la misma caja (mismo color) bajo el sol.

La caja plástica colocada a la sombra es la misma caja plástica de la Figura (véase Ecuación i). La correlación para la caja plástica bajo el sol es:

Mh=9.62−3.126∗t k.

Esto significa que, para esta condición y este tipo de caja, el consumo de hielo bajo el sol será 2,75 veces el consumo a la sombra (3,126/1,13). Esta considerable diferencia es debida al efecto de la radiación. Dependiendo de la superficie del material, tipo de material, color de la superficie y la irradiación solar, existirá una temperatura de radiación en la superficie, mayor que la temperatura en el bulbo seco. Mediciones directas sobre las superficies plásticas de las cajas y los contenedores, en condiciones de campo y en países tropicales, han arrojado valores de temperatura de radiación de casi 70 °C.

Figura 7.4 Resultados de las pruebas de fusión de hielo en condiciones de campo. () caja de plástico en la sombra, (x) caja de plástico bajo el sol. Cajas

plásticas, 40 Kg de capacidad, color rojo, no apiladas, hielo en escamas, temperatura externa promedio (bulbo seco) de 28 °C. (Datos obtenidos durante

el Taller Nacional FAO/DANIDA sobre Tecnología Pesquera y Control de la Calidad, Bissau, Guinea Portuguesa, marzo 1986)

Evidentemente, en los países tropicales resulta baja la posibilidad práctica de manipular el pescado enfriado en cajas plásticas expuestas al sol. Un incremento en el consumo de hielo, aunque menos dramático que en las cajas plásticas, puede ser medido en contenedores aislados expuestos al sol.

La recomendación obvia en este caso es mantener y manipular las cajas y contenedores de pescado en la sombra. Esta medida puede ser complementada cubriendo las cajas o contenedores con un encerado húmedo. El encerado húmedo reduce la temperatura del aire, en contacto con las cajas y contenedores, a la temperatura del bulbo húmedo (algunos grados por debajo de la temperatura del bulbo seco, dependiendo de la Humedad Relativa en Equilibrio -HRE- en el aire) y prácticamente detiene el efecto de la radiación (dado que siempre existen efectos de radiación entre un cuerpo y otro).