En este trabajo, hemos realizado diversos ensayos con el objetivo de caracterizar un contenedor de transporte internacional reefer 20'. Los experimentos han consistido en realizar mediciones de la variación de temperatura en el interior del contenedor, utilizando el equipo de frío en los modos de funcionamiento en continuo y discontinuo. Además, hemos caracterizado nuestro contenedor con el equipo de refrigeración desconectado. Para ello se ha instalado una malla de sondas de temperatura Pt100 en las paredes y techo del contenedor

Barreiro Elorza, Pilar

Bejarano Carrión, María Dolores

Robla Villalba, José Ignacio

Rodriguez Bermejo, Jose

Ruiz García, Luis

Servicio de Coordinación de Bibliotecas de la Universidad Politécnica de Madrid

DISTRIBUCIÓN
Un experimento basado en /a realización
de mediciones de /a variación de
femperatura en el interior del contenedor,
utilizando el equipo de frío en /os modos
de funcionamiento confinuo
y discontinuo.
En este trabajo, hemos reali- Contenedor
zado diversos ensayos con el ob- de transporte
jetivo de caracterizar un contene- internacional
dor de transporte internacional y equipo de
reefer 20'. Los experimentos han refrigeración.
consistido en realizar mediciones
de la variación de temperatura en
el interior del contenedor, utili-
zando el eyuipo de frío en los mo-
dos de funcionamiento en conti-
nuo y discontinuo. Además, he-
mos caracterizado nuestro conte-
nedor con el equipo de refrigera-
ción desconectado. Para ello se ha
instalado una malla de sondas de
temperatura Pt100 en las paredes
y techo del contenedor.
Introducción
La consecución de una tem-
peratura homogénea en un conte-
Análisis térmico
de un contenedor de
transporte internacional
nedor de transporte internacional
es fundamental para asegurar la
calidad de productos de alto valor
añadido como son las frutas y
hortalizas. Los productos horto-
frutícolas mantienen su actividad
fisiológica a lo largo de la cadena
de distribución. Los frutos respi-
ran consumiendo oxígeno y azú-
rares, liberan CO,, vapor de agua
y calor. Además, transpiran con la
consiguiente pérdida de peso y
emiten determinados volátiles es-
pecíficos como el etileno (Barrei-
ro, 2005). Las temperaturas in-
adecuadas o la mala distribución
de éstas pueden producir efectos
perjudiciales en la carga, ocasio-
nando la pérdida parcial o total de
los productos. La temperatura óp-
tima de conservación se sitúa al-
J. RODRÍGUEZ-BERMEJO',
J.I. ROBLA'; P. BARREIRO2,
L. RUIZz Y M.A. BEJARANOz
^ Centro Nciriorlc^l cle ln^^esti,qcicione.c
Metulúrgiccis (CENlM-CSIC).
Luhnratorin de Tecnologín de Se^isnres.
jrod ri,gue^ @ cenim. esic. es
= Unii^ersidad Poli^écnica de Madrid
(UPMI. Lnhoratorio de Propiedade.c
Fr.cica.r (LPF). pilnr.barreiro@i+pm.es
rededor de 0°C. Cuando la tempe-
ratura varía entre -1 y I°C, pueden
aparecer congelaciones. En algu-
nos casos, cuando la temperatura
es superior a 2-3°C se favorece la
aparición de desórdenes como el
pardeamiento interno o el bitter
pit.
Cuanto menor es la tempera-
tura, la actividad metabólica y la
tasa de respiración de los produc-
tos agrícolas es menor. A1 dismi-
nuir estos parámetros, la emisión
de gases también desciende evi-
tándose la rápida maduración del
producto. En la actualidad, exis-
ten tres tipos de contenedores de
acuerdo con sus características
térmicas: isotermos, refrigerantes
y frigoríficos. Los isotermos están
formados por paredes aislantes
^ ^ ^ ^ HORTICULTURA
Esquema de sondas.
O22 O 27
20,73^Á 0,73 m I
24 ^- -+^
que el limitan el intercambio de
calor. Eq los contenedores refri-
gerantes se emplea una fuente de
frío, mientras que en los contene-
dores frigoríficos se dispone de
un equipo de frío que permite
controlar la temperatura de los
productos durante el transporte
(Barreiro, 2005).
Los equipos de refrigeración
suelen disponer de un único sen-
sor de temperatura tipo Pt 100 ó
PTC y pueden trabajar en dos mo-
dos distintos: continuo y disconti-
nuo. Cuando un equipo de refri-
geración trabaja en modo conti-
nuo el funcionamiento es ininte-
rrumpido. Esto quiere decir yue
incluso 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
O 13
I0
0,73 m
O 1
O 54 O
^ TRANSPORTE Y LOGISTICA
O
O
0,73 m 0,73 mO ^ . O . • O
inferior a la de consigna, el motor
eléctrico se apaga automática-
mente y por ende, los motores
ventiladores y la generación de
aire frío. En el momento en que la
temperatura interna supera el va-
lor de consigna, el motor eléctrico
inicia de nuevo la secuencia de
arranque.
EI aire se reparte primero por
aquellas zonas libres de obstácu-
los, es decir los canales existentes
entre las paredes del contenedor y
los palets de transporte, así como
en los espacios libres entre el sue-
lo y las bases paletizables. En es-
tas zonas, la velocidad del aire es
muy superior a la del aire en el in-
terior de los palets. Un incorrecto
estibado causa enormes proble-
mas en los transportes debido al
irregular patrón de reparto de aire.
Los productos más próximos a la
pared del palet adquieren una
temperatura menor que los frutos
.lfcrucí^irc^ti•c^s crntc»r^^í/irc^s . '<lr^^ J^L>>^
Más de sesenta años de ex^eriencia en
automatismos rohustos para el control
cíe motc^res y circuitos. F.1 manómetro
diferencial de presión controla la presión
diferencial entre dos puntos y el
manómetrc^ ^resostato la presión máxima
con M praranr(s y wrlW.d e.: y mínima en un punto.
C o p e r s a ^ Apartatlo tle Correos 140 OB340 Vilassar tle Mar (Barcelona) Tel 902 10 33 55 ' Fax
23 O 26
Esquema de
sondas en el techo
(izquierda)
y en la pared del
fondo de zona frío
(derecha).
yue están situados en el interior
del palct pudiendo existir
gradientes de temperatura muy
significativos a lo largo dc la car-
ga.
Objetivo
EI objetivo de este trabajo es
rcalizur la caractcrizaciún térmica
de un contenedor de transporte in-
ternacional y estudiar la estratifi-
cación de temperaturas dcl com-
partimento interior. Los ensayos
se han realizado durante el verano
de 2004 y en el invierno y prima-
vera de 2005, utilir.ando ambos
modos de funcionamiento: conti-
nuo y discontinuo, así como con
el eyuipo de refrigeración desco-
nectado.
Materiales y Métodos
Todos los experimentos se
han Ilevado a cabo en un contene-
dor de transportc internacional si-
tuado en el Centro Nacional de
[nvestigaciones Metalúrgicas
(CEN[M-CSIC). Este contenedor
tiene unas dimensiones exteriores
de 6058 x 2^338 x 2591 e interio-
res de SH04 x 2184 x 2270 y co-
mercialmente se conoce como un
contenedor de 20 pies o reefer
20'. Interiormente, está dividido
en dos zonas por un tabiyue de
material 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 frío está
ubicada en el techo de dicho com-
partimento. EI eyuipo dc refrige-
937 59 50 08' E^mail: riegos®copersa.com' Wetr. www.coperse.com
HORTICULTUHr1 ^ ^ r r 27
DISTRIBUCIÓN
ración se controla manualmente
mediante 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 m'/h; su potencia a-20°C
es de 3825 W y a 0°C, 6765 W.
Está eyuipado con dos motores: el
motor eléctrico tiene una potencia
de 4,8 kW (a 50 Hz) y el motor
diesel consta de tres cilindros de
719 cm'. EI compresor presenta
dos cilindros de 20(l cm'.
Medida de temperatura
Para realizar la e:aracteriza-
ción ténnica dcl compartimento
interior del contenedor (zona frío)
se han instalado 54 sondas de
temperatura (Pt100). Estos senso-
res han sido distribuidos por las
paredes y techo del compartimen-
to de la siguiente forma: 21 son-
das en las dos paredes laterales, 6
sondas en el techo y 6 sondas en
la pared del fondo del comparti-
mento. Las siguientes figuras
muestran los esquemas de la zona
frío y la ubicación de las sondas.
Todos los sensores de temperutura
se han conectado a dos multíme-
tros equipados con h^es tarjetas
multiplexoras que están compues-
tas por relés electromecánicos.
Cada par de relés forma un canal
de comunicación. AI relé designa-
do con la letra "H" (high) se co-
necta el hilo positivo dcl sensor y
al relé designado con la letra "L"
(low) se conecta el neutro. Ambos
multiplexores se conectaron a un
módulv de adquisición de datos a
través de dos puertos RS-232. EI
módulo es invisible a efectos de
medida y transmisión datos peru
permite convertir el protocolo RS-
232 en Ethernet y viceversa. Gra-
cias a estos módulos, es posible
transmitir los datos recogidos me-
diante RS-232 a través de una red
de área local (LAN). Las figuras
2 y 3 mueslran la distribución de
las sondas Pt100 en el interior de
la zona frío, la conexión de las
sondas a las tarjetas multiplexo-
ras, los multímetros y el módulu
de adquisición de datos.
Una vez conectadas las son-
das Pt 100 y los equipos de medi-
da se realizaron pruebas de comu-
Canalización
y conexión
de sondas Pt100
en el interior
de la zona de frío.
Multímetro tarjeta
multiplexora,
regleta de
conexión y módulo
Ethernet-RS-232.
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nicaciones entre los equipos de
medida y los ordenadores encar-
gados de almacenar los datos. To-
dos los valores de temperatura se
recogen a través de una aplica-
ción desarrollada en la Laborato-
rio de Tecnología de Sensores
(CEN[M-CSIC), mediante el pro-
grama informático TestPoint vS.
Esta aplicación permite guardar
en un archivo el valor de tempera-
tura y el instante correspondiente
en el que fue registrado (en horas)
desde que se inició el ensayo.
Una vez comprobado el correcto
funcionamiento de los equipos se
procedió al planteamiento de los
ensayos.
Planificación
de los ensayos
Durante el verano de 2004 se
realizaron experimentos con el
equipo de frío trabajando en mo-
do continuo y discontinuo, a una
temperatura de consigna de 6°C.
Posterionnente se realizaron en-
sayos con el equipo de refrigera-
ción 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 frío con
el equipo de refrigeración desco-
n Existe un efecto muy signi^cativo
del sistema de gestión de frío sobre
la variabilidad espacial diaria
de las temperaturas en los contenedores
nectado, en modo continuo y en
modo discontinuo. Las temperatu-
ras de consigna han sido inferio-
res a 6°C debido al intenso frío
del invierno. En estos ensayos se
instalaron tres sondas más de tem-
peratura. Dos se colocaron en el
techo del contenedor correspon-
diendo sus posiciones con las son-
das n° 21 y 28. La tercera se situó
en el centro geométrico del inte-
rior de la zona frío. La última tan-
da de ensayos se ha realizado en
los meses de primavera de] pre-
sente año, siguiendo las mismas
pautas que las descritas anterior-
mente.
Resultados y discusión
Los datos recogidos en los
distintos experimentos se han ana-
lizado utilizando una serie de pro-
gramas elaborados ad hoc con
MATLAB. Mediante dichos pro-
gramas, conseguimos visualizar la
dinámica de temperaturas durante
todo el experimento así como la
variación de las temperaturas en
una representación tridimensional
del contenedor, empleando para
ello varios métodos de interpola-
ción. Para exponer nuestros resul-
tados, hemos elegido los ensayos
en modo continuo y discontinuo a
una temperatura de consigna de
0°C, realizados en la primavera de
2005.
La Figura 4 ofrece una repre-
sentación de la evolución tetnpo-
ral y de la distríbución espacial en
los dos ensayos. En las evolucio-
nes temporales ya se manifiesta la
diferencia entre ambos sistemas
de gestión del equipo de frío: con-
tinuo y discontinuo.
En los gráficos de la Figura 4
aparecen reflejados los datos de
temperatura ambiente (azul) y los
relativos a las sondas del interior
del contenedor (rojo). De las son-
das ambiente, una se ha situado
en el techo y por tanto se ve afec-
tada por los periodos de radiación
solar directa, mientras que la se-
gunda se ha colocado a la sombra
siendo mucho más estable su evo-
lución diaria. Por otra parte la for-
ma del contenedor no es cúbica
sino que dispone de un alojamien-
to para el equipo de frío en la par-
28 - • • ^ ^ HORTICULTURA
^ TRANSPORTE Y LOGÍSTICA
Comparación de ensayos en continuo y discontinuo.
Evolución temporal en discontmuo
,...TT 4T^.... ....f ^
, ;.I
^
II
i : , ^,^..^.... . _ .
Valores medios ( CI sin desescarchado
^ n
Desviaciones tipicas ( C) dianas
Evolución temporal en discontinuo
^ ^
r ^ _ _ ... . . .... .. ....._ _._..
I'r^
a ^
„ ^... ___.__^._...... ...^1 .............. ^.....1 ^,
.
, ^ ,..^^v. ^ I^
._ ,.,x.., .. ..............
^ r=, ^ :1 ^ ^ ^^ ^ ' i!'nJri. ._ ^ .
Desviaciones tipicas ( ^C) dianas
te supcrior al fondo, y de uhí yue
las temperaturas se igualen a las
del umbiente en csa rona en las
rcpresentacionet tridimensionales
(ver árca roja).
Las ^ifcrcncias t^rmicas en-
tre si^temas de gestión se ven
magnif^icadati cuando se repretien-
tan las dcsviaciones típicas dia-
rias a nivel espaciaL Tal y como
es previsible las zonas prbximati a
Desviaciones tipicas ( C) desescarchado
Valores medios ("C) sin desescarchado
Deswaciones upicas ( C) desescarchado
las paredes del contenedor se ven
sometidas a ciclos de enfriamien-
to calentamiento muy tiingulares
quc redundan en un incremento
muy ^ignificativo de la variabili-
dad de la temperatura diariamente
en los ensayos en discontinuo.
Por otra parte el efecto del deses-
carchado sobre la variabilidad de
temperatura es máximo en las zo-
nas más próxitnas al equipo de
La evolución
temporal refiere
a las temperaturas
exteriores (azul)
y las interiores
(rojo).
frío, viéndose nuevamente magni-
ficado a nivel esparial cuand<^ se
emplea un sistema de gestión de
frío discontinuo.
Conclusiones
- Exisle un efecto muy ^igni-
ficati^^o del tiititema de gestión de
frío sobre la variahilidad espacial
diaria dc las tcmperaturas en los
contenedores.
- Los picos de temperatura
producidos durantc la fase de de-
sescarchado no se traducen en va-
riaciones apreciables de las tem-
peraturas medias glohales, aunyue
el sistetnu de gestión del equipo
de frío afecta al tanwño del ,írea
afectada por los incrementos de
temperatura en el desescarchado,
siendo ésta mayor en los ensayos
discontinuos.
- EI emple^+ sistcmálico de
la herramienta de análisis térmico
desarrollada se emplcar^í en el fu-
turo para mejorar la cstrategias de
control de frío.
Agradecimientos
Este trubajo se encu,idra
dentro del proyecto Sensof^rigo.
fin^(nciado por la Comunidad Au-
t^ínuma dc Madri^.
n Barreiro P., Robla J.I. 2004.
Transporte frigorífico
internacional de fruta,
intermodalidad y sistemas de
transporte inteligente. Fruticultura
Profesional, nQ 144:53-58
n Barreiro P., Robla J.I., José
Rodríguez-Bermejo, Luis Ruiz, M.
Ruiz-Altisent. 2005. Desarrollo de
sistemas para la supervisión
multidistribuida de la carga en
transportes frigoríficos
intermodales. Fruticultura
Profesional, n4 149:44-51.
n Barreiro P., Fabero J.C.,
Cassasus P.L., Calles M., Bielza
C., Correa E.C., Alonso R., Ruiz-
Altisent M. 2003. Lattice Gas and
Lattice Boltzmann for spatio-
temporal simulations of gases in
fruit storage chambers. ACTA
HORT. (ISHS) 599:413-419.
n http://europe.eu.int/comm/off/
white/index es.htm
n Tanner D.J. and Amos N.D. 2003.
Temperature variability during
shipment of fresh produce. ACTA
HORT. (ISHS) 599:193-203.
HORTICULTURA ^ ^ r r ^


Análisis térmico de un contenedor de transporte internacional

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