ALMACENAMIENTO DE CALOR EN FORMA DE CALOR SENSIBLE.El almacenamiento de energía en forma de calor sensible es el proceso fundamental del sistema de almacenamiento energético que en su día diseñé.

Siguienrdo con la línea de mis anteriores artículos, el almacenamiento de energía en forma de calor sensible es el proceso fundamental del sistema de almacenamiento energético que en su día diseñé.

El presente artículo explica los conceptos básicos del calor sensible, y muestra unos cálculos orientativos que señalan a esta forma de energía como la ideal para llevar a cabo el almacenamiento estacional, bajo las condiciones sobre las que se pretende trabajar.

 

Conceptos básicos del calor sensible

Si se considera un fluido con una temperatura inferior a su temperatura crítica, capaz de condensarse y vaporizarse, pueden ser contemplados diferentes estados del mismo, dependiendo básicamente de la adición/extracción de energía que se produzca sobre él.

Calor sensible representa la energía aportada o extraída al fluido cuando se aumenta o reduce su temperatura, manteniendo su estructura interna prácticamente constante (el fluido es calentado o enfriado a presión constante).

Por lo tanto la energía Q empleada en aumentar o reducir la temperatura del fluido D T puede ser deducida de la siguiente fórmula:

Q=mCpD T

Donde

m : masa del fluido

Cp : calor específico del fluido a presión constante

D T: incremento de temperatura

Cuando calor sensible es aportado al fluido, bajo condiciones de presión constante, éste sigue la isobara de la Zona A de la figura (líquido), incrementando su temperatura hasta que alcanza su Curva Límite Inferior (CLI). En ese momento el fluido entra en la Zona B, (vapor húmedo). El entrar en esta zona supone un cambio de fase en el que energía en forma de calor latente esta también involucrada.

El fluido libera calor sensible al recorrer la isobara en sentido contrario, o lo que es lo mismo al reducir su temperatura.

De este modo energía puede ser tanto almacenada como extraída de un fluido aumentando o reduciendo su temperatura a presión constante.

Almacenamiento de calor sensible

En el proceso de almacenaje de calor sensible, energía es almacenada por el fluido al calentarlo. Cuando se trabaja con temperaturas que rondan los 30° C, el agua es el medio de almacenaje de calor sensible más atractivo, debido a su alto calor específico.

En el caso de un invernadero, es normal que se registren temperaturas superiores a las temperaturas interiores establecidas, sobretodo en los periodos calurosos del año. Para reducir su temperatura interior hasta alcanzar valores cercanos a los deseados (valores que dependerán del tipo de cultivo, día o noche, época del año...), es muy común abrir las ventanas del invernadero, e incluso las puertas en situaciones extremas. El proceso que aquí se presenta pretende almacenar toda esta energía que se "desperdicia" a través de las ventanas en los periodos calurosos del año, en forma de calor sensible usando el agua como fluido de almacenaje. A su vez esta energía sería utilizada en momentos de necesidades energéticas.

Cálculos Básicos

El almacenaje de energía en forma de calor sensible usando agua como medio es un proceso bien definido, pero por otro lado el volumen de agua a tratar podría ser un problema difícil de solucionar, por lo que unos cálculos iniciales a cerca de estos parámetros, aunque básicos, se hacen necesarios.

A continuación se procede a calcular el volumen de agua necesario para cubrir las necesidades energéticas de mantenimiento de un invernadero, para el periodo de un año. Un invernadero medio necesita 10 m3 de gas natural/m2 para mantener sus parámetros estables. Por lo tanto este valor tendrá que ser igual a la cantidad de calor sensible almacenado en el agua, durante un año.

Es importante resaltar que el fenómenos de extracción de energía del invernadero, transporte, almacenaje y posterior recuperación se realizan por medio de calentar/enfriar el agua, así que un salto de temperaturas ha de ser considerado entre el agua que entra y sale del deposito. 50K son considerados, dato que esta en los limites de lo normal, como se muestra en los experimentos de Fu Tsang et al, 1981.

Por lo tanto recordando la ecuación de calor sensible Q=mCpD T y sabiendo que la energía que se necesita es 10 m3 de gas natural/m2, se puede decir:

 

10 m3 of gas natural/m2=(10*30) 106 Jm-2=3 108Jm-2 =m Cp D T

Donde

-D T=50K

-Cp(Agua)= 4.18 103 J kg-1/K

-m= masa de agua (kg)

de donde se obtiene:

 

Esto significa que se necesitan aproximadamente 1500 kg agua/m2 de invernadero por año para mantener un invernadero con dichas necesidades energéticas (10 m3 gas natural/m2 invernadero año).

En definitiva, este sistema nos permitirá almacenar energía en los momentos que sobra y utilizarla en los momentos que se necesita, tanto para cubrir las necesidades energéticas del invernadero, como para usarla para otro tipo de procesos, trabajando con volúmenes de agua razonables.

En el siguiente artículo os mostraré el módelo empleado para aprovechar este calor sensible en un invernadero de alta tecnología, para periodos estacionales de tiempo, concretamente de verano a invierno.

ALMACENAMIENTO DE ENERGIAINTRODUCCION.

La energía solar es intermitente por naturaleza debido a los movimientos de rotación y traslación de la tierra y también debido a las condiciones meteorológicas de cada lugar (nubes). Además, es una fuente de energía dependiente del tiempo y en muchas ocasiones no coincide la necesidad con la disponibilidad. Generalmente la energía se requiere más, precisamente cuando no hay radiación solar (noche). Esto hace necesario que prácticamente todos los procesos de conversión fototérmica requieran de un sistema de almacenamiento de energía, para poder satisfacer las demandas de energía en el momento que sean requeridas. En ocasiones, ni contando con sistemas de almacenamiento se pueden satisfacer todas las demandas, por lo que se hace necesario considerar además una fuente auxiliar de energía.En el presente capítulo se describirán en forma general los distintos sistemas de almacenamiento y los principios básicos en los cuales se basan. Hablaremos de almacenamiento de energía por calor sensible, por cambio de fase, por reacciones químicas y mediante estanques solares. También se abordará el tema sobre sistemas de almacenamiento pasivo y activo.    

SISTEMAS PASIVOS.

Los sistemas pasivos se usan generalmente en el acondicionamiento calorífico de edificios y tanto lo que sirve de colector como el sistema de almacenamiento se encuentran incorporados en los distintos componentes de mismo edificio, como: pisos, paredes, recipientes con agua y techos. El tipo de almacenamiento de energía utilizado en estos sistemas es generalmente por calor sensible (cambios de temperatura

de los distintos componentes del edificio), que explicaremos más delante. Debido a que en estos sistemas las temperaturas de almacenamiento son bajas, usualmente menores de 40 °C, se requiere de grandes volúmenes del material que sirve como almacén. Por ejemplo, los distintos componentes de un edificio que representan un gran volumen, pueden absorber energía durante las horas de sol y posteriormente cederla durante la tarde o noche. Para poder calcular la capacidad de almacenamiento de un material determinado, necesitamos conocer sus propiedades como la densidad y el calor específico.La ventaja del agua sobre el concreto o ladrillo es que tiene una gran capacidad calorífica, y por lo tanto tiene más capacidad de almacenamiento por unidad de volumen, que los materiales mencionados.  

SISTEMAS ACTIVOS.

La característica principal de los sistemas activos es que estos utilizan un fluido de trabajo en movimiento que puede ser agua, aire, aceites o algún otro fluido. Los principales componentes que intervienen en estos sistemas son: el colector solar, la unidad de almacenamiento, sistemas de conversión y control y el lugar donde se hace la descarga de energía.

Generalmente, el medio de almacenamiento es agua si por el colector se hace circular un líquido. Similarmente, si en el colector circula aire, el medio de almacenamiento serán rocas o piedras. Las temperaturas alcanzadas en este tipo de sistemas andan entre los 50 y 100 °C. En este caso el almacenamiento de energía se puede dar por cualquiera de los mecanismos antes mencionados (calor sensible, cambio de fase, reacciones químicas y estanques solares)    

ALMACENAMIENTO POR CALOR SENSIBLE O CAPACIDAD CALORIFICA.

Diversos tipos de materiales líquidos, sólidos y combinaciones de líquidos y sólidos, pueden almacenar energía por cambios de temperatura. Esta energía almacenada es igual al cambio de energía interna (_U) que sufre el material al cambiar su temperatura y viene a ser igual al calor sensible (Qs)

Una regla de tipo práctico para determinar si un material es apropiado para utilizarse como medio de almacenamiento, es que este debe ser

capaz de almacenar entre 300 y 600 kJ/°C-m2 de área de colector, como mínimo. También encontramos que cuanto mayor sea la temperatura que pueda alcanzar el medio de almacenamiento, tanto menor será el tamaño del sistema, aunque las pérdidas se hacen más evidentes. Por ejemplo, 1000 litros de agua pueden almacenar aproximadamente 84 MJ de energía cuando su temperatura aumenta de 30 a 50 °C y 168 MJ cuando la temperatura varía de 30 a 70 °C. Nótese que se requieren aproximadamente 2.5 m3 de rocas para almacenar la misma cantidad de energía con los mismos incrementos de temperatura.  

1. Almacenamiento en agua.

El agua es el medio ideal de almacenamiento para sistemas activos y pasivos, debido a que tiene una gran capacidad calorífica y por lo tanto mayor capacidad de almacenamiento. El agua puede almacenar casi cinco veces más energía (4.186 kJ/kg-°C) que la que puede almacenar la misma masa de roca o piedra (0.88 kJ/kg-°C). Además, el medio de transporte de energía, hacia o de la unidad de almacenamiento, se hace a través de la misma agua. Esta también puede utilizarse en forma directa o mediante el uso de cambiadores de calor y de manera continua a lo largo del día. Algunas desventajas que se tienen al utilizar el agua como medio de almacenamiento, es que se necesitan depósitos que generalmente son grandes y caros, se oxidan si son de metal y hay grandes pérdidas de calor por conducción y convección que tienen que ser evitadas utilizando aislantes. Otro aspecto es que la energía es liberada a diferentes temperaturas. Una de las aplicaciones más comunes se da en los calentadores solares de agua para uso doméstico.

2. Almacenamiento en piedras o rocas.

Las rocas o piedras también son un buen medio de almacenamiento. En sistemas activos, generalmente se usa lechos de piedra bajo tierra o lechos empaquetados. Como ya se había mencionado, el aire es el fluido de trabajo que remueve o adiciona el calor de la unidad de almacenamiento. En este caso, el calor por lo general no puede ser adicionado y removido al mismo tiempo.

Aunque las rocas o piedras no tienen un calor especifico alto, son buenos como medio de almacenamiento debido a que tienen una gran

densidad, son de bajo costo, tienen conductividad térmica baja y no tienen problemas de corrosión.    

ALMACENAMIENTO EN ESTANQUES SOLARES.

Un estanque común con agua es capaz de captar una gran cantidad de energía solar a través de todos los días del año. Sin embargo, la temperatura del agua permanece baja debido a que también hay grandes pérdidas de energía por radiación, convección y evaporación principalmente. Una manera de evitar esas pérdidas de calor es mediante el uso de estanques con agua salada. Debido al aumento en la densidad del agua por efecto de las sales disueltas, no se da el efecto de la convección dentro del estanque y además esto permite que se desarrolle un gradiente de temperatura estable y positivo hacia abajo. De esta forma, la temperatura del fondo es mayor que la que se tiene en la superficie y por la tanto se evita la mayor parte de las pérdidas de calor que se dan en la superficie del líquido.

Otros aspectos que ayudan a que esto suceda, es que el agua -con sales o sin sales disueltas- no es buena conductora térmica y además es opaca a la radiación infrarroja. También, permite que la fracción visible y ultravioleta de la radiación solar penetre hasta el fondo del estanque y ahí se quede almacenada. La captación de energía solar se puede mejorar si el fondo y paredes están pintadas de negro. La remoción del calor se hace mediante intercambiadores de calor apropiados, para evitar que la solución tenga movimiento y por lo tanto se pierda el gradiente de temperatura positivo. Otro factor que puede contribuir a que se pierda dicho gradiente es el viento que pega en la superficie del líquido. Esto se puede evitar colocando una cubierta transparente adecuada sobre el estanque solar. La absorción de la radiación de longitud de onda larga debe tomarse en cuenta debido a que el 27% de la radiación en el espectro solar total es absorbida en el primer centímetro de la salmuera. La eficiencia de aprovechamiento, en consecuencia, está limitada a la absorción en la capa con gradientes. Puede demostrarse que la fracción de luz que resta después de atravesar una distancia x de agua clara es donde a = 0.73 y b = 0.08. La profundidad x se expresa en centímetros. Podemos decir que en un estanque solar con salmuera se distinguen tres regiones distintas, aunque difusas: Una capa de agua pura en la superficie, una intermedia donde ocurren los gradientes de densidad y una convectiva en el fondo. Esta última es lo que constituye en realidad el sistema de almacenamiento de energía, dado que tiene las mayores temperatura y se encuentra aislada de la atmósfera por las capas superiores.    

REACCIONES QUIMICAS.

La energía solar también puede almacenarse por medio de reacciones químicas. Estas deben ser reacciones endotérmicas reversibles, que se invierten cuando se requiere que la energía sea liberada. Para que una reacción sea utilizada en el almacenamiento de la energía solar, se requiere que:1. La reacción sea reversible.

2. Los reactivos puedan hacer uso de la energía del espectro solar, tanto como sea posible. 3. La energía almacenada en la reacción sea grande. Al menos del orden de 600 W-h/kg. 4. Que los reactivos sean económicos. En caso de que los productos de la reacción puedan separarse y usarse como combustibles, no se necesita que la reacción sea reversible. Un ejemplo típico es la producción de hidrógeno. Este puede ser obtenido mediante al menos 4 procesos donde se puede utilizar la energía solar: proceso térmico directo, termoquímico, electrolítico y fotolítico. El primero de ellos necesita de temperaturas muy altas (3000 °C) para descomponer el agua en sus elementos hidrógeno y oxígeno, y por lo tanto se haría necesario el uso de colectores concentradores. En el segundo proceso se llevan a cabo una serie de reacciones químicas de diversas sustancias, generalmente también a temperaturas altas (700 - 800 °C), para finalmente obtener el hidrógeno. Si la energía solar primero se convierte en energía eléctrica mediante el uso de paneles fotovoltaicos, el agua puede ser electrolizada para producir hidrógeno. En las reacciones fotolíticas, los fotones de la radiación solar pueden ser absorbidos por el agua y cuando la energía absorbida alcanza un cierto nivel, (285.9 kJ/mol de agua), se libera el hidrógeno. La energía solar también puede emplearse en los procesos de fermentación anaeróbica de algas para la producción de metano (CH4). Este es estable a temperatura ambiente y al reaccionar con el oxígeno mediante una combustión, libera la energía almacenada para producir altas temperaturas.    

ALMACENAMIENTO POR CALOR LATENTE O CAMBIO DE FASE.

Calor latente

El calor latente es la cantidad de calor que absorbe o genera una unidad de masa de un material durante una variación de fase. Así pues, existe un calor latente de licuefacción

(cuando el hielo se transforma en agua), un calor latente de evaporación (cuando el agua se convierte en vapor) y un calor latente de sublimación (cuando el hielo se transforma en vapor). En cada una de estas variaciones de fase se añade calor, mientras que en las variaciones inversas -transformación de vapor en líquido, de líquido en sólido o de vapor en sólido- se produce una eliminación o pérdida de calor.

La energía que una sustancia necesita para cambiar de fase, generalmente es mayor que la que se ocupa para tener incrementos de temperatura pequeños en la misma sustancia. Esto da la pauta para pensar que se puede aprovechar el cambio de fase de algunas sustancias para utilizarlas como medios de almacenamiento de energía solar. La idea es que la sustancia absorba la energía solar de forma directa (sistema pasivo) o mediante un colector solar (sistema activo) y cambie de fase. Al cambiar de fase la sustancia conserva en forma latente la energía absorbida. Esta será cedida posteriormente, cuando la sustancia regrese a su estado original.

Los cambios de fase pueden ser sólido-líquido, líquido-vapor y sólido-sólido. El cambio de fase líquido-vapor casi no se utiliza debido a que el vapor genera grandes presiones y en muchos casos no resulta práctico trabajar con este tipo de sistemas debido a que este tiene que ser diseñado para soportar presiones altas y por lo tanto se hace más complicado y costoso. Por esta razón, lo que más se aprovecha son los cambios de fase líquido-sólido y sólido-sólido, aunque en esta parte sólo hablaremos del cambio de fase sólido-líquido. Las sustancias que pueden utilizarse como medios de almacenamiento por cambio de fase sólido-líquido pueden ser muy variadas (hielo, sustancias orgánicas, sales hidratadas, compuestos inorgánicos y metales o aleaciones). Algunas tienen puntos de fusión altos por lo que se haría necesario utilizar colectores concentradores para poder obtener altas temperaturas y provocar el cambio de fase en la sustancia.   El tener más capacidad de almacenamiento en las sustancias, reduce el tamaño de los sistemas de almacenamiento. Por ejemplo, el agua líquida tiene un calor específico igual a 4.186 kJ/kg-°C y su calor de solidificación o fusión es igual a 334.24 kJ/kg. En consecuencia el agua puede almacenar aproximadamente 80 veces más energía al cambiar de fase, que como líquido al cambiar su temperatura en 1°C. Otra ventaja de estos sistemas es que liberan la energía a una temperatura casi constante.

Algunos de los problemas que presentan este tipo de sales son los que mencionamos a continuación:

1. En algunos casos la sal presenta un sobreenfriamiento o falla de la sal para solidificarse en la temperatura respectiva. 2. Segregación de los componentes de la mezcla por efecto de la

gravedad mientras se encuentra en fase líquida. 3. Degradación de la sal después de varios ciclos de uso. 4. Falla de los recipiente que contienen las sales debido a que estas son corrosivas. 5. Área de contacto grandes entre la sustancia y el fluido de trabajo que transporta la energía de y hacia el tanque almacén, en caso de sistemas activos.

Algunos de estos problemas han sido resueltos parcialmente. Por ejemplo, la adición de bórax (tetraborato de sodio decahidratado) a la sal de Glauber (Na2SO4.10H2O) elimina el sobreenfriamiento provocando la cristalización entre los 28 y 29 °C, con su consecuente liberación de energía. Por otro lado, existen ciertos agentes químicos que resuelven el problema de la segregación o separación de la sustancia. Estos agentes, forman una especie de matriz microscópica que mantiene a los componentes en suspensión. Finalmente, el problema de la corrosión en los tanques de almacenamiento se resuelve parcialmente mediante el uso de tanques hechos de diversos plásticos. El uso principal de este tipo de sistemas, que pueden ser pasivos o activos, es en el acondicionamiento calorífico de edificios y viviendas y en diversos procesos industriales.

Cálculo del hielo necesario para enfriar el pescado

La masa de hielo necesaria para enfriar el pescado desde la temperatura inicial hasta la temperatura final de conservación puede calcularse a partir de una expresión que equipara el calor absorbido por el hielo, en el miembro izquierdo de la ecuación, con el calor perdido por el pescado, en el miembro derecho de la misma.

(Mh) (Lh) = (Mp) (Cep) (ti-tf) (4)

donde Mh = la masa de hielo que se funde (kg)Lh = el calor latente de fusión del hielo (80 kcal/kg)Mp = la masa del pescado (kg)Cep = el calor específico del pescado (kcal/kg°C)ti = la temperatura inicial del pescado (°C)tf = la temperatura final del pescado (°C)

Partiendo de la ecuación (4), la necesidad de hielo será, pues:

El calor específico del pescado magro es de aproximadamente 0,8 kcal/kg °C, valor que debe utilizarse cuando se trate de una mezcla de especies o cuando exista la posibilidad de

que todo el pescado sea de tipo magro. Sin embargo, el valor del calor específico puede calcularse también de forma más precisa, teniendo en cuenta las variaciones en el contenido de aceite del pescado, y este valor perfeccionado puede utilizarse cuando la composición de la captura sea razonablemente homogénea.

Cep = 0,5 XI + 0,3 Xs + 1,0 Xa (6)donde Cep = el calor específico del pescado (kcal/kg)XI = la proporción de lípidos (aceite) de la masaXs = la proporción de sólidos de la masaXa = la proporción de agua de la masa

Para ilustrar el efecto del contenido de lípidos sobre la cantidad de hielo requerida para la refrigeración, utilizaremos la siguiente comparación entre pescado magro y graso. Ejemplo (1): 100 kg de pescado magro con un 1 % de lípidos, 19 % de sólidos y 80 % de agua a una temperatura inicial de 20°C.

Cep = (0,5 × 0,01) + (0,3 × 0,19) + (1,0 × 0,8) = 0,862 kcal/kg°C

Ejemplo (2): 100 kg de pescado graso con un 21 % de lípidos, 19 % de sólidos y 60 % de agua a una temperatura inicial de 20°C.

Cep = (0,5 × 0,21) + (0,3 × 0,19) + (1,0 × 0,6) = 0,762 kcal/kg°C

El cálculo más exacto para el pescado graso arroja sólo una pequeña reducción de la necesidad de hielo; por lo tanto, dado que en la mayoría de las especies el contenido de aceite es variable, es recomendable tratar todo el pescado como si fuera magro.

Cálculo del hielo necesario para el almacenamiento del pescado

Incluso cuando se trata de una única partida de pescado conservada en recipientes idénticos, es probable que haya variaciones en las velocidades de fusión del hielo, lo que dificulta el cálculo exacto del hielo requerido. Si los recipientes están apilados, por

ejemplo, puede haber diferencias en cuanto a la fusión entre los que se hallan arriaba, abajo, a los lados y en el centro de la pila.

A pesar de las dificultades obvias y de las probables inexactitudes, el cálculo de la velocidad de fusión del hielo puede ser útil en la fase de planificación, para establecer comparaciones entre diferentes opciones y para obtener estimaciones preliminares de las cantidades, los costos y el equipo.

Dado que sería difícil identificar los recipientes que ocuparán los lugares más favorables en la pila, conviene tratarlos todos de la misma manera, partiendo del supuesto de que todos están plenamente expuestos al aire circundante.

Como primer paso, se puede calcular la transferencia térmica mediante la sencilla expresión siguiente:

q = A.U.(to - tc) kcal/día (7)

siendo q = el calor que entra en el contenedor (kcal/día)A = el área de superficie del contenedor (m2)U = el coeficiente general de transferencia térmica (kcal/día m2 °C)to = la temperatura fuera del contenedor (°C)tc = la temperatura dentro del contenedor (°C)

Este cálculo global de la transferencia de calor puede tener que efectuarse por partes, por ejemplo si la tapadera y la base del contenedor son de materiales diferentes o tienen distinto espesor. Los valores calculados para las diversas superficies se suman luego para obtener la transferencia térmica total.

El calor que entra derrite el hielo; por lo tanto:

q = Lh. mh kcal/día (8)

donde q = el calor requerido para fundir el hielo (kcal/día)Lh = el calor latente de fusión del hielo (fijado normalmente en 80 kcal/kg)mh = la masa de hielo fundido (kg/día)

Con objeto de desarrollar una expresión matemática para la velocidad de fusión del hielo durante el período de almacenamiento, suponemos que la fusión del hielo dentro de los contenedores se deba solamente a la transferencia de calor desde el aire circundante. En esta condición estacionaria, las cantidades (7) y (8) deben ser iguales, de lo que se deriva que:

Lh. mh = A.U. (to - tc) (9)

Por consiguiente, la cantidad de hielo necesaria será:

Si los contenedores de pescado quedan expuestos directamente al sol durante el período de almacenamiento, este cálculo, que se basa únicamente en la conductancia de calor debida a la diferencia entre las temperaturas interna y externa, dará lugar a una subestimación del hielo requerido. La inclusión del elemento de fusión del hielo por el calor irradiado dificulta enormemente el cálculo. Por lo tanto, si no es posible proteger los contenedores de la luz solar directa o de cualquier otra fuente que irradie calor, los valores calculados para las necesidades de hielo deberán aumentarse o utilizarse con precaución.

Pruebas de fusión del hielo

El cálculo de las velocidades de fusión del hielo rara vez da una indicación exacta de la cantidad de hielo necesaria, ya que con frecuencia no es fácil obtener datos fidedignos sobre los materiales y las condiciones. Por ejemplo, las irregularidades en la construcción de los contenedores pueden afectar seriamente al “coeficiente de transferencia térmica efectiva” de los mismos. Por otra parte, incluso cuando los datos son razonablemente exactos, las variaciones en las condiciones ambientales durante el período de almacenamiento dificultan el cálculo de las velocidades de fusión del hielo, que cambian constantemente.

Las necesidades de hielo se pueden calcular de manera más exacta efectuando pruebas de fusión con objeto de determinar el coeficiente general de transferencia térmica del contenedor. Este tipo de prueba se puede llevar a cabo utilizando hielo solo, y los resultados serán igualmente válidos para las mezclas de hielo y pescado.

Los contenedores se llenan con hielo y se pesan con precisión antes de comenzar la prueba, que debería efectuarse a una temperatura ambiente constante. Esto puede no ser factible durante todo el período que dura la prueba, pero sí es posible mantener unas temperaturas razonablemente constantes durante lapsos más breves, entre las distintas mediciones de la pérdida de peso, y sacar luego un promedio que se utilizará en los cálculos. Se observarán diferencias notables entre los contenedores situados en el interior de la pila y los que se hallan en la periferia, con superficies expuestas al medio ambiente.

Una parte de la fusión inicial se deberá al enfriamiento del contenedor y, según cuál sea el material de fabricación de éste, una parte del agua de fusión puede ser absorbida y no arrojar una pérdida de peso mensurable. Si el peso del contenedor y del hielo se controla con frecuencia durante el período de la prueba, la pauta de fusión del hielo puede ser parecida a la que aparece en la Figura 6, que presenta una pérdida de peso bastante constante después del enfriamiento inicial.

Figura 6. Fusión del hielo durante el almacenamiento

Para asegurarse de que las mediciones de la fusión del hielo se relacionen con la entrada de calor, en los cálculos deberá sólo el intervalo de tiempo comprendido entre “X” e “Y” en la Figura 6, durante el cual la tasa de pérdida de peso es constante.

La relación entre la fusión del hielo y la entrada de calor está dada por la ecuación (9):

Lh. mh = A.U. (to - tc) (9)

Esta expresión puede reordenarse de modo que dé el coeficiente general de transferencia térmica U, como sigue:

siendo U = el coeficiente general de transferencia térmica(kcal/día m2 °C)Lh = el calor latente de fusión del hielo (80 kcal/kg)mh = la fusión de hielo por día (entre “X” e “Y”, Fig.6)(kg/día)A = el área de superficie del contenedor (m2)to = la temperatura fuera del contenedor (°C)tc = la temperatura dentro del contenedor (°C)

Nota: Si la medición de mh no abarca un día completo, la tasa diaria puede calcularse de la siguiente manera:

donde mh

= la velocidad de fusión del hielo (kg/día)

(Mx - My)= la pérdida de peso debida a fusión entre “X” e “Y” (kg)

(x - y) = el intervalo de tiempo entre “X” e “Y” (horas)

En estas pruebas de fusión del hielo hay que adoptar las medidas necesarias para eliminar toda el agua de fusión del contenedor antes de cada pesaje.

Al término de cada período de almacenamiento se puede efectuar una verificación final para comprobar si se está empleando suficiente hielo, observando la cantidad remanente en cada contenedor. Es importante no sólo que quede hielo, sino también que esté distribuido de manera uniforme, de modo que enfríe todo el pescado del recipiente. Un control más complejo consiste en vigilar la temperatura del pescado. A menudo es posible identificar el pescado más vulnerable, por ejemplo el que se halla cerca de las paredes de los contenedores situados en la parte externa de la pila, pudiendo colocarse termómetros en esos lugares. Sin embargo, durante la manipulación y el transporte puede variar la posición relativa de los recipientes en lo que respecta a su vulnerabilidad a la entrada de calor; por lo tanto, la única forma de obtener una indicación definitiva sobre la calidad de la práctica de refrigeración es llevando a cabo controles aleatorios de la temperatura y una serie de pruebas.

Si hay que introducir alguna modificación en el empleo de hielo en esta etapa, la única manera de hacerlo es cambiando la relación pescado/hielo, con lo cual cambiará también el número de contenedores necesario para conservar el pescado disponible.