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189-DICIEMBRE 2005 HORTICULTURA

En este trabajo, hemos reali-zado diversos ensayos con el ob-jetivo de caracterizar un contene-dor de transporte internacionalreefer 20. Los experimentos hanconsistido en realizar medicionesde la variacin de temperatura en

el interior del contenedor, utili-zando el equipo de fro en los mo-dos de funcionamiento en conti-nuo y discontinuo. Adems, he-mos caracterizado nuestro conte-nedor con el equipo de refrigera-cin desconectado. Para ello se hainstalado una malla de sondas detemperatura Pt100 en las paredesy techo del contenedor.

IntroduccinLa consecucin de una tem-

peratura homognea en un conte-

J. RODRGUEZ-BERMEJO1,J.I. ROBLA1; P. BARREIRO2,L. RUIZ2 Y M.A. BEJARANO21 Centro Nacional de InvestigacionesMetalrgicas (CENIM-CSIC).Laboratorio de Tecnologa de Sensores.jrodriguez@cenim.csic.es2 Universidad Politcnica de Madrid(UPM). Laboratorio de PropiedadesFsicas (LPF). pilar.barreiro@upm.es

Anlisis trmicode un contenedor de

transporte internacional

Un experimento basado en la realizacin

de mediciones de la variacin de

temperatura en el interior del contenedor,

utilizando el equipo de fro en los modos

de funcionamiento continuo

y discontinuo.

nedor de transporte internacionales fundamental para asegurar lacalidad de productos de alto valoraadido como son las frutas yhortalizas. Los productos horto-frutcolas mantienen su actividadfisiolgica a lo largo de la cadena

de distribucin. Los frutos respi-ran consumiendo oxgeno y az-cares, liberan CO

2, vapor de agua

y calor. Adems, transpiran con laconsiguiente prdida de peso yemiten determinados voltiles es-pecficos como el etileno (Barrei-ro, 2005). Las temperaturas in-adecuadas o la mala distribucinde stas pueden producir efectosperjudiciales en la carga, ocasio-nando la prdida parcial o total delos productos. La temperatura p-

tima de conservacin se sita al-

rededor de 0C. Cuando la tempe-ratura vara entre -1 y 1C, puedenaparecer congelaciones. En algu-nos casos, cuando la temperaturaes superior a 2-3C se favorece laaparicin de desrdenes como elpardeamiento interno o el bitter

pit.Cuanto menor es la tempera-

tura, la actividad metablica y latasa de respiracin de los produc-tos agrcolas es menor. Al dismi-nuir estos parmetros, la emisinde gases tambin desciende evi-tndose la rpida maduracin delproducto. En la actualidad, exis-ten tres tipos de contenedores deacuerdo con sus caractersticastrmicas: isotermos, refrigerantesy frigorficos. Los isotermos estn

formados por paredes aislantes

Contenedorde transporte

internacional

y equipo derefrigeracin.

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artculoTRANSPORTE Y LOGSTICA

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que el limitan el intercambio decalor. En los contenedores refri-

gerantes se emplea una fuente defro, mientras que en los contene-dores frigorficos se dispone deun equipo de fro que permitecontrolar la temperatura de losproductos durante el transporte(Barreiro, 2005).

Los equipos de refrigeracinsuelen disponer de un nico sen-sor de temperatura tipo Pt100 PTC y pueden trabajar en dos mo-dos distintos: continuo y disconti-nuo. Cuando un equipo de refri-

geracin trabaja en modo conti-nuo el funcionamiento es ininte-rrumpido. Esto quiere decir queincluso cuando ya se ha vez al-canzado la temperatura de consig-na (set-point), los ventiladores si-guen funcionando. Por el contra-rio, en funcionamiento disconti-nuo, cuando la temperatura regis-trada por la sonda del equipo es

inferior a la de consigna, el motorelctrico se apaga automtica-

mente y por ende, los motoresventiladores y la generacin deaire fro. En el momento en que latemperatura interna supera el va-lor de consigna, el motor elctricoinicia de nuevo la secuencia dearranque.

El aire se reparte primero poraquellas zonas libres de obstcu-los, es decir los canales existentesentre las paredes del contenedor ylos palets de transporte, as comoen los espacios libres entre el sue-

lo y las bases paletizables. En es-tas zonas, la velocidad del aire esmuy superior a la del aire en el in-terior de los palets. Un incorrectoestibado causa enormes proble-mas en los transportes debido alirregular patrn de reparto de aire.Los productos ms prximos a lapared del palet adquieren unatemperatura menor que los frutos

que estn situados en el interiordel palet pudiendo existirgradientes de temperatura muysignificativos a lo largo de la car-ga.

ObjetivoEl objetivo de este trabajo es

realizar la caracterizacin trmicade un contenedor de transporte in-ternacional y estudiar la estratifi-cacin de temperaturas del com-partimento interior. Los ensayosse han realizado durante el veranode 2004 y en el invierno y prima-vera de 2005, utilizando ambosmodos de funcionamiento: conti-nuo y discontinuo, as como conel equipo de refrigeracin desco-

nectado.

Materiales y MtodosTodos los experimentos se

han llevado a cabo en un contene-dor de transporte internacional si-tuado en el Centro Nacional deInvestigaciones Metalrgicas(CENIM-CSIC). Este contenedortiene unas dimensiones exterioresde 6058 x 2438 x 2591 e interio-res de 5804 x 2184 x 2270 y co-mercialmente se conoce como un

contenedor de 20 pies o reefer20. Interiormente, est divididoen dos zonas por un tabique dematerial aislante. Todos los ensa-yos se han realizado en el com-partimento interior, de dimensio-nes 2620 x 2184 x 2270.

La salida de aire fro estubicada en el techo de dicho com-partimento. El equipo de refrige-

Figura 1:

Esquema de sondas.

Esquema desondas en el techo

(izquierda)y en la pared delfondo de zona fro(derecha).

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racin se controla manualmentemediante una pantalla digital si-tuada en la parte trasera del con-tenedor, junto al motor. Este equi-po proporciona un caudal de aire

de 2200 m3

/h; su potencia a -20Ces de 3825 W y a 0C, 6765 W.Est equipado con dos motores: elmotor elctrico tiene una potenciade 4,8 kW (a 50 Hz) y el motordiesel consta de tres cilindros de719 cm3. El compresor presentados cilindros de 200 cm3.

Medida de temperaturaPara realizar la caracteriza-

cin trmica del compartimentointerior del contenedor (zona fro)se han instalado 54 sondas de

temperatura (Pt100). Estos senso-res han sido distribuidos por lasparedes y techo del compartimen-to de la siguiente forma: 21 son-das en las dos paredes laterales, 6sondas en el techo y 6 sondas enla pared del fondo del comparti-mento. Las siguientes figurasmuestran los esquemas de la zonafro y la ubicacin de las sondas.Todos los sensores de temperaturase han conectado a dos multme-tros equipados con tres tarjetas

multiplexoras que estn compues-tas por rels electromecnicos.Cada par de rels forma un canalde comunicacin. Al rel designa-do con la letra H (high) se co-necta el hilo positivo del sensor yal rel designado con la letra L(low) se conecta el neutro. Ambosmultiplexores se conectaron a unmdulo de adquisicin de datos atravs de dos puertos RS-232. Elmdulo es invisible a efectos demedida y transmisin datos peropermite convertir el protocolo RS-

232 en Ethernet y viceversa. Gra-cias a estos mdulos, es posibletransmitir los datos recogidos me-diante RS-232 a travs de una redde rea local (LAN). Las figuras2 y 3 muestran la distribucin delas sondas Pt100 en el interior dela zona fro, la conexin de lassondas a las tarjetas multiplexo-ras, los multmetros y el mdulode adquisicin de datos.

Una vez conectadas las son-das Pt100 y los equipos de medi-

da se realizaron pruebas de comu-

nicaciones entre los equipos demedida y los ordenadores encar-

gados de almacenar los datos. To-dos los valores de temperatura serecogen a travs de una aplica-cin desarrollada en la Laborato-rio de Tecnologa de Sensores(CENIM-CSIC), mediante el pro-grama informtico TestPoint v5.Esta aplicacin permite guardaren un archivo el valor de tempera-tura y el instante correspondienteen el que fue registrado (en horas)desde que se inici el ensayo.Una vez comprobado el correcto

funcionamiento de los equipos seprocedi al planteamiento de losensayos.

Planificacinde los ensayos

Durante el verano de 2004 serealizaron experimentos con elequipo de fro trabajando en mo-do continuo y discontinuo, a unatemperatura de consigna de 6C.Posteriormente se realizaron en-sayos con el equipo de refrigera-cin desconectado. En el invierno

de 2005 se han realizado experi-mentos muy similares a los ante-riores. Estos ensayos han consisti-do en caracterizar la zona fro conel equipo de refrigeracin desco-

nectado, en modo continuo y enmodo discontinuo. Las temperatu-ras de consigna han sido inferio-res a 6C debido al intenso frodel invierno. En estos ensayos se

instalaron tres sondas ms de tem-peratura. Dos se colocaron en eltecho del contenedor correspon-diendo sus posiciones con las son-das n 21 y 28. La tercera se situen el centro geomtrico del inte-rior de la zona fro. La ltima tan-da de ensayos se ha realizado enlos meses de primavera del pre-sente ao, siguiendo las mismaspautas que las descritas anterior-mente.

Resultados y discusin

Los datos recogidos en losdistintos experimentos se han ana-lizado utilizando una serie de pro-gramas elaborados ad hoc conMATLAB. Mediante dichos pro-gramas, conseguimos visualizar ladinmica de temperaturas durantetodo el experimento as como lavariacin de las temperaturas enuna representacin tridimensionaldel contenedor, empleando paraello varios mtodos de interpola-cin. Para exponer nuestros resul-

tados, hemos elegido los ensayosen modo continuo y discontinuo auna temperatura de consigna de0C, realizados en la primavera de2005.

La Figura 4 ofrece una repre-sentacin de la evolucin tempo-ral y de la distribucin espacial enlos dos ensayos. En las evolucio-nes temporales ya se manifiesta ladiferencia entre ambos sistemasde gestin del equipo de fro: con-tinuo y discontinuo.

En los grficos de la Figura 4

aparecen reflejados los datos detemperatura ambiente (azul) y losrelativos a las sondas del interiordel contenedor (rojo). De las son-das ambiente, una se ha situadoen el techo y por tanto se ve afec-tada por los periodos de radiacinsolar directa, mientras que la se-gunda se ha colocado a la sombrasiendo mucho ms estable su evo-lucin diaria. Por otra parte la for-ma del contenedor no es cbicasino que dispone de un alojamien-

to para el equipo de fro en la par-

Canalizaciny conexin

de sondas Pt100en el interior

de la zona de fro.

Multmetro tarjeta

multiplexora,regleta de

conexin y mdulo

Ethernet-RS-232.

Existe un efecto muy significativo

del sistema de gestin de fro sobre

la variabilidad espacial diaria

de las temperaturas en los contenedores

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Bibliografa

te superior al fondo, y de ah quelas temperaturas se igualen a lasdel ambiente en esa zona en lasrepresentaciones tridimensionales(ver rea roja).

Las diferencias trmicas en-tre sistemas de gestin se venmagnificadas cuando se represen-tan las desviaciones tpicas dia-rias a nivel espacial. Tal y como

es previsible las zonas prximas a

las paredes del contenedor se vensometidas a ciclos de enfriamien-to calentamiento muy singularesque redundan en un incrementomuy significativo de la variabili-dad de la temperatura diariamenteen los ensayos en discontinuo.Por otra parte el efecto del deses-carchado sobre la variabilidad detemperatura es mximo en las zo-

nas ms prximas al equipo de

La evolucin

temporal refierea las temperaturasexteriores (azul)

y las interiores(rojo).

fro, vindose nuevamente magni-ficado a nivel espacial cuando seemplea un sistema de gestin defro discontinuo.

Conclusiones- Existe un efecto muy signi-ficativo del sistema de gestin defro sobre la variabilidad espacialdiaria de las temperaturas en loscontenedores.

- Los picos de temperaturaproducidos durante la fase de de-sescarchado no se traducen en va-riaciones apreciables de las tem-peraturas medias globales, aunqueel sistema de gestin del equipode fro afecta al tamao del reaafectada por los incrementos de

temperatura en el desescarchado,siendo sta mayor en los ensayosdiscontinuos.

- El empleo sistemtico dela herramienta de anlisis trmicodesarrollada se emplear en el fu-turo para mejorar la estrategias decontrol de fro.

AgradecimientosEste trabajo se encuadra

dentro del proyecto Sensofrigo,financiado por la Comunidad Au-

tnoma de Madrid.

Figura 1:

Comparacin de ensayos en continuo y discontinuo.