El sector agroalimentario representa aproximadamente el 10% del PIB en regiones clave como Murcia y la zona centro-norte de Chile. La competitividad de este sector depende críticamente de la cadena de frío, cuyo objetivo es mitigar la actividad metabólica (respiración) del fruto y el crecimiento microbiano.
Limitación Actual: Los sistemas de aire forzado tradicionales (túnel californiano y vertical) operan por lotes palletizados, con tiempos de enfriamiento elevados (aprox. 10 horas) y distribuciones de temperatura heterogéneas debido a la resistencia térmica de los embalajes.
La Propuesta: Implementación de un sistema continuo de enfriamiento en cajas individuales. Este método minimiza las resistencias al flujo, reduce la pérdida de humedad y optimiza el consumo energético.
El diseño se sustenta en dos pilares científicos:
Termodinámica del Ciclo de Refrigeración: Se analiza mediante el Ciclo de Rankine Invertido real, considerando sobrecalentamiento del refrigerante para integridad del compresor y subenfriamiento a la salida del condensador para maximizar el salto entálpico en el evaporador.
Fisiología de la Fruta (Vitis vinífera): La uva es una fruta no climatérica, lo que implica que no madura tras la cosecha y es altamente susceptible al deterioro inmediato. El sistema busca alcanzar rápidamente los 0°C (punto crítico antes de la congelación celular) para reducir drásticamente la tasa de respiración sin comprometer la estructura celular por daño por frío.
General: Evaluar la factibilidad energética y económica del método de pre-frío continuo frente a los sistemas convencionales.
Específicos:
Cuantificar flujos de masa y balances de energía.
Determinar el dato tecnológico (tiempo de enfriamiento) mediante simulación numérica en el software ADINA.
Diseñar conceptualmente una planta adaptable a diversas escalas operativas, integrando potencialmente palletización robótica.
Para el modelo de estudio (uva de exportación), se consideran las siguientes especificaciones técnicas:
| Elemento | Especificación Técnica |
| Unidad de Proceso | Caja de cartón estándar (60x40x13 cm) |
| Carga por Unidad | 8.2 kg de producto empacado |
| Configuración de Carga | Pallet de 75 cajas (5 base x 15 altura) |
| Intercambio Térmico | Simulación de transferencia de calor en racimos con envoltorios y generadores de $SO_2$ |
| Variables de Control | Pérdida de presión en conductos, eficiencia isentrópica y carga térmica total |
El estudio se centra en el pre-frío por aire forzado para uva de mesa, dada su relevancia volumétrica en el mercado global. Se proyecta que los resultados permitan dimensionar equipos con mayor precisión, reduciendo los costos operativos y mejorando la homogeneidad térmica del producto final, asegurando así la calidad “premium” requerida en los mercados de destino.
