Capítulo 3. Almacenamiento

3.1 La necesidad de almacenar

En las regiones de clima templado la mayor parte de la producción de frutas y hortalizas es estacional, a diferencia de las de clima tropical y subtropical, en donde el período de cultivo es más amplio y la cosecha se distribuye en el tiempo. La demanda, sin embargo, es continua a lo largo del año, por lo que el almacenamiento es el proceso normal para asegurar el aprovisionamiento de los mercados por el mayor tiempo posible. El almacenamiento también puede ser una estrategia para diferir la oferta del producto hasta que el mercado se encuentre desabastecido y de esta manera obtener mejores precios.

El tiempo por el cual un producto puede ser almacenado depende de sus características intrínsecas y como extremos se tienen, por un lado, los muy perecederos como la frambuesa y berries en general, hasta aquellos que naturalmente están adaptados para una larga conservación, como por ejemplo la cebolla, papa, ajo, zapallos, etc. De estas características que les son propias, también dependen las condiciones en las que pueden ser almacenados. Por ejemplo, algunas especies soportan temperaturas cercanas al 0 °C como las hortalizas de hoja y coles en general (Tabla 5), mientras que otras no pueden ser expuestas a menos de 10 °C, como la mayor parte de las frutas de origen tropical.

A menos que sea por muy corto plazo, en donde es posible alojar más de una especie en un mismo ambiente, siempre es conveniente almacenar una sola para poder optimizar las condiciones de almacenamiento específicas de la variedad considerada. El uso del mismo espacio con diferentes productos acarrea problemas de incompatibilidad de temperaturas, humedad relativa, sensibilidad al frío y al etileno, absorción o emisión de olores contaminantes, etc.

3.2 Características generales de una estructura de almacenamiento

Por lo general, las estructuras de almacenamiento están asociadas o forman parte de centros de acopio o galpones de acondicionamiento y empaque, aunque es también muy frecuente la conservación al nivel de finca, ya sea al natural o en estructuras específicamente adaptadas para esta función. Aún en el caso de que se utilicen sistemas mecánicos para la generación de las condiciones ideales de temperatura y humedad relativa, la ubicación y diseño de la bodega de almacenamiento influye decisivamente en la operatividad y eficiencia del sistema.

Tabla 5: Condiciones de almacenamiento óptimo para las principales especies de frutas y hortalizas y la vida de postcosecha máxima esperada bajo esas condiciones.

Fuente: Cantwell, 1999; Sargent et al., 2000; McGregor, 1987.

En primer lugar, el clima natural del lugar en que se halla la estructura de almacenamiento es de vital importancia. La altitud, por ejemplo, determina una disminución de la temperatura ambiente a razón de 10 °C por cada 1 000 metros de elevación, por lo que su ubicación en las tierras altas no sólo redunda en una menor temperatura promedio sino que, además, al estar más expuestos a las brisas y vientos, se favorece la ventilación y la disipación del calor. Todo esto contribuye a mejorar la eficiencia de los equipos refrigerantes. El sombreado de las instalaciones, particularmente las áreas de carga y descarga disminuye las diferencias térmicas.

El diseño de la bodega tiene su importancia ya que en general una distribución espacial cuadrada es térmicamente más eficiente que una rectangular. El techo es la parte más importante de toda la estructura ya que debe proteger al producto de las lluvias y del calor radiante. Debe tener una caída tal que permita evacuar el agua de lluvia con facilidad y sus dimensiones deben exceder a las de la estructura de manera tal que forme aleros que proporcionen sombra a las paredes además de alejar la caída del agua. El piso debería ser de concreto, sobre elevado para evitar la entrada de agua del exterior y aislado de la humedad del suelo. Las paredes deben ser lo suficientemente fuertes para resistir la carga del producto contra ellas en caso de que se apile de esta manera. Las puertas, amplias para permitir el manipuleo mecánico del producto y lo suficientemente herméticas para evitar la entrada de animales (pájaros, roedores, animales domésticos, insectos, etc.).

Previo al llenado, la bodega de almacenaje debe ser limpiada completamente, lo que incluye el cepillado y lavado de pisos y paredes para eliminar suciedad y desechos orgánicos que pueden albergar insectos y enfermedades. Antes de ingresar, el producto debe ser inspeccionado y preclasificado para eliminar todas aquellas unidades que pudieran podrirse o ser fuente de contaminación para el resto. Se debe estibar de manera que permita la libre circulación del aire y la inspección de calidad durante el tiempo de almacenamiento.

Si la bodega es llenada a lo largo del período de cosecha, debe estar organizada de manera tal que «el primero en entrar sea el primero en salir».

3.3 Sistemas de almacenamiento

Como regla general un producto puede ser almacenado en más de una forma y el tiempo que puede ser conservado aumenta cuando del almacenamiento natural o a campo se pasa al realizado en estructuras diseñadas para tal efecto y más aún cuando se adiciona la refrigeración o atmósferas controladas. La tecnología aplicar depende de la rentabilidad de la misma una vez descontados los costos asociados.

3.3.1 Almacenamiento natural o a campo

Es el sistema más rudimentario pero aún en uso en muchos cultivos como por ejemplo raíces (zanahoria, batata, yuca) y tubérculos (papa) en donde se dejan en el suelo hasta que son cosechados para ser preparados para la venta. De la misma manera, los cítricos y algunas otras frutas pueden ser dejadas en el árbol. Si bien está ampliamente difundido, el producto está demasiado expuesto al ataque de plagas, enfermedades y condiciones climáticas adversas que afectan seriamente su calidad.

El almacenamiento a campo en pilas sobre paja o algún otro material que lo aísle de la humedad del suelo y cubierto con lonas, plásticos o paja es también un sistema muy difundido (Figura 49). Es muy común en aquellas especies que por ser muy voluminosas requieren instalaciones muy grandes para poder contenerlas, como por ejemplo papa, cebolla, zapallo, batata, etc. Una variante es el almacenamiento a campo en bins (cajones de madera o plástico de 120x100 cm y diseñados para ser manipulados con montacargas), normalmente apilados de a dos y el superior protegido de la lluvia.

3.3.2 Ventilación natural

Es la más simple de las estructuras de almacenamiento en la que se aprovecha el flujo natural del aire alrededor del producto eliminando, de esta manera, el calor y la humedad generada por la respiración. Se puede utilizar cualquier tipo de construcción que proteja del ambiente externo y que posea aberturas para permitir la circulación del aire. El producto es colocado en su interior a granel, en bolsas, cajas, cajones, bins, tarimas u otras estructuras auxiliares (Figura 50). Para poder utilizar eficientemente este sistema es conveniente enfatizar algunos conceptos básicos:

1. Las condiciones de humedad y temperatura son muy próximas a las del ambiente externo por lo que debe ser utilizado solamente en aquellas especies que pueden ser conservadas satisfactoriamente en forma natural tales como papa, batata, ajo, cebolla, zapallo, etc.
2. Debido a que son estructuras con aberturas generosas para permitir la entrada de aire, es muy importante evitar el ingreso de animales, roedores y plagas.
3. Como todo fluído, el aire fluye por el camino que le ofrece menor resistencia. Esto es, se deben evitar volúmenes muy compactos pues el aire va a circular por alrededor y no va a penetrar la masa almacenada para remover el calor y gases de la respiración acumulados en el interior de la misma. Para realizar una ventilación eficiente, es necesario dejar espacios, lo que reduce la capacidad de almacenamiento.
4. El aire caliente y húmedo asciende dentro de la estructura y si no encuentra aberturas en la parte más alta, se crean zonas calientes y húmedas que afectan la calidad y conservación del producto favoreciendo el desarrollo de enfermedades.

Figura 49: Almacenamiento de cebolla a campo en pilas protegidas por paja.

Figura 50: Almacenamiento de ajo en estructuras simples con ventilación natural.

Dentro de ciertos límites, es posible utilizar las oscilaciones naturales de la temperatura y humedad relativa a lo largo del día si selectivamente abrimos o cerramos la estructura para permitir el ingreso del aire externo dentro del almacenamiento. La temperatura y humedad relativa del ambiente varían durante el día, siendo máxima y mínima al mediodía, respectivamente, mientras que durante la noche ocurre lo inverso. Si el objetivo es reducir la temperatura de la masa almacenada, se debe abrir la ventilación en los momentos en que los valores del aire externo son inferiores al interno. Lo mismo puede hacerse para modificar la humedad relativa.

Para poner en práctica los conceptos expresados en el párrafo anterior, es necesario tener en cuenta que las oscilaciones de temperatura y humedad de la masa almacenada no coinciden exactamente con las del aire externo debido a que es mucho más lenta para ganar y ceder temperatura al ambiente. Para que este sistema funcione adecuadamente es necesario contar con sensores de humedad y temperatura dentro y fuera del almacenaje que permita automatizarlo pues las condiciones ambientales cambian diariamente e incluso dentro del mismo día. Por último, si bien las especies que se almacenan bajo estos sistemas poseen bajo ritmo respiratorio, el producto debe ser ventilado regularmente aún en los casos en que este modelo teórico no lo indique.

3.3.3 Ventilación forzada

Las oscilaciones naturales de la humedad y temperatura ambiente pueden ser aprovechadas mejor aún con la instalación de ventiladores que fuercen al aire a pasar a través del producto acelerando el intercambio gaseoso y térmico. Este sistema permite almacenar a granel en pilas de hasta 3 metros aprovechando mucho mejor el espacio dentro de la estructura de almacenamiento. El aire circula por debajo del piso forzado por un ventilador y pasa a través de la masa almacenada (Figura 51) mediante aberturas o conductos perforados. Como se dijera anteriormente, el aire toma el camino que le ofrece menor resistencia, por lo que se debe dimensionar adecuadamente la capacidad de los ventiladores y conductos de ventilación así como el patrón de carga del producto para efectivamente asegurar que el aire pasa a través y en forma uniforme. Es posible la utilización de conductos de aire que se desarman y permiten la utilización con otros fines la bodega cuando no está en uso (Figura 52).

Figura 51: Instalaciones para el almacenamiento con ventilación forzada. El producto se coloca a granel hasta la altura indicada por la línea amarilla. El aire es forzado a través de la masa del producto desde el piso con ranuras. La galería en la parte superior de la pared derecha permite inspeccionar el producto y las escaleras, tomar muestras para analizar la calidad durante el almacenamiento.

Figura 52: Vista interior de un galpón de almacenamiento con ventilación forzada. Los conductos de aire son removidos cuando no hay producto almacenado y la estructura es aprovechada para guardar máquinas y equipos.

La elección del forzador de aire es el componente más crítico de este sistema y su cálculo debe ser hecho por personas especializadas. Aspectos a tener en cuenta son, en primer lugar, el volumen de la estructura y el número de cambios de aire deseado por unidad de tiempo. Esto último es función del ritmo respiratorio del producto a ser almacenado. Además es necesario considerar la presión estática o la resistencia al flujo del aire ofrecida por la masa almacenada y por rozamiento dentro de los conductos. Lo ideal es que estos sistemas estén comandados por termostatos y humidistatos que permitan que ante determinadas condiciones cierren completamente la estructura permitiendo solamente la circulación del aire interior o que la abran totalmente para la renovación de la atmósfera. También se debería permitir la entrada parcial de aire para que se mezcle con el interno y lograr, de esa manera, las condiciones de humedad y temperatura deseadas.

3.3.4 Refrigerado

El control de la temperatura es una de las herramientas principales para reducir el deterioro postcosecha: las bajas temperaturas disminuyen la actividad de las enzimas y microorganismos responsables del deterioro de los productos perecederos. De esta manera, se reduce el ritmo respiratorio, conservando las reservas que son consumidas en este proceso, se retarda la maduración y se minimiza el déficit de las presiones de vapor entre el producto y el medio ambiente, disminuyendo la deshidratación. La suma de todos estos factores favorece la conservación de la frescura del producto así como la preservación de la calidad y el valor nutritivo.

Una bodega refrigerada es una construcción relativamente hermética, aislada térmicamente del exterior y con un equipo de refrigeración capaz de extraer el calor generado por el producto para dispersarlo en el exterior. Debido al ritmo metabólico intenso de muchas frutas y hortalizas, el equipo debe tener una gran capacidad refrigerante para eliminar el calor respiratorio. Es necesario, además, que pueda controlarse precisamente la temperatura y la humedad relativa en el interior de la bodega.

Las dimensiones dependen del volumen máximo a ser almacenado además del espacio suficiente para la manipulación mecánica y aquel necesario para que el aire frío llegue uniformemente a toda la masa almacenada. Por esta razón, no es inusual que solamente 75-80 por ciento de la superficie pueda ser ocupada. La altura de la cámara es función del producto y la forma en que va a ser dispuesto: unos 3 metros de altura son suficientes si va a ser estibado en forma manual, pero se requieren más de 6 metros si se almacena en tarimas (pallets) o bins.

Concreto, metal, madera u otros materiales se pueden usar para su construcción. Todas las paredes exteriores deben estar aisladas térmicamente, incluyendo piso y techo. El espesor y tipo de material aislante es función de la superficie expuesta, del producto a ser almacenado y de la diferencia de temperaturas deseada entre los ambientes externo e interno. El poliuretano, poliestireno expandido, corcho u otros materiales pueden ser usados como aislantes. Una barrera de vapor debe construirse en el interior de la estructura pero del lado más caliente del aislamiento.

El sistema de refrigeración mecánica posee esencialmente dos componentes: el evaporador, dentro de la bodega y el condensador en el exterior conectados por un circuito cerrado de tuberías de cobre. Ambos elementos son normalmente serpentinas metálicas de alta conductividad térmica con aletas y un forzador para facilitar el intercambio térmico. El evaporador se ubica sobre la parte superior de la cámara (Figura 53) cuyo ventilador impulsa el aire frío en forma paralela al techo el que luego de pasar por el producto, transfiere a la serpentina el calor tomado, proceso en el cual el aire se enfría nuevamente. A medida que va absorbiendo el calor, el líquido refrigerante en su interior se va gasificando. Ya como gas, es transportado al condensador (en el exterior) en donde es licuado nuevamente mediante la presión generada por el compresor. Al transformarse en líquido, cede al ambiente el calor que trae desde el interior de la cámara. Al repetirse este ciclo en forma continua, funciona como una bomba extractora del calor interno. Una válvula de expansión que regula el flujo y la evaporación del líquido refrigerante es otro de los elementos claves del sistema. El amoníaco y el gas freón han sido los refrigerantes tradicionales, pero en la actualidad están siendo reemplazados por otros gases menos contaminantes.

Para asegurar el máximo beneficio de la refrigeración no solamente es necesario dimensionar adecuadamente la estructura y materiales de aislamiento térmico, sino también la capacidad del equipo refrigerante, el cual además de extraer el calor proveniente del producto, debe eliminar la ganancia a través de las paredes, techo y piso, y aquel generado por la operación, tales como motores, luces, motoelevadores, etc.

Cada especie tiene un rango de temperatura y humedad relativa óptimo para su conservación y en muchos casos, las distintas variedades poseen distintos requerimientos (Tabla 5). En almacenamientos refrigerados prolongados siempre es conveniente almacenar solamente una misma especie para poder optimizar los requerimientos de temperatura y humedad relativa específicos de la variedad considerada. Las incompatibilidades de temperaturas, humedad relativa, sensibilidad al frío y al etileno, la absorción o emisión de olores contaminantes y otras, determinan que el uso del mismo espacio refrigerado para almacenar distintas especies sólo sea posible por períodos cortos (hasta 7 días, dependiendo de las especies) o bajo condiciones de transporte. Especies muy incompatibles no deberían estar juntas más de 1 o 2 días dentro de un mismo ambiente.

3.3.4.1 Preenfriamiento

Las cámaras frigoríficas o vehículos refrigerados usados para la conservación o transporte están diseñados para mantener baja la temperatura del producto, pero no poseen la capacidad para extraer rápidamente la temperatura de campo que es aproximadamente igual a la del ambiente y muy superior a ella si se encuentra al sol. Cuando es expuesto a un ambiente más frío, el producto pierde temperatura lentamente hasta finalmente alcanzar un valor próximo a las condiciones en que se encuentra. La velocidad con que pierde calor es función de la diferencia de temperaturas, del volumen individual y de la masa total de producto que se está enfriando, así como de la capacidad de los equipos refrigerantes. No es infrecuente, por lo tanto, que un producto caliente requiera de 24-48 horas para alcanzar las condiciones de cámara. La actividad metabólica (respiración, producción de etileno, reacciones químicas y enzimáticas) disminuye con la temperatura y cuanto más rápido alcance las condiciones ideales de almacenamiento, menor será la pérdida de energía, de reservas almacenadas y de calidad.

Se entiende por preenfriado al proceso mediante el cual se reduce rápidamente la temperatura «de campo» del producto recién cosechado y previo a su procesamiento industrial, almacenamiento o transporte refrigerado. Es un proceso absolutamente necesario para mantener la calidad de frutas, hortalizas y otros productos vegetales y forma parte de la «cadena de frío» para maximizar la vida postcosecha del producto. Es beneficioso aún cuando el producto retome posteriormente la temperatura ambiente, ya que el deterioro es proporcional al tiempo expuesto a las altas temperaturas. El preenfriado es generalmente una operación aparte, que requiere de instalaciones especiales, aunque complementaria del almacenamiento refrigerado.

La disminución de la temperatura de un producto expuesto a un medio refrigerante no es linear, sino que es rápida al principio pero a medida que se aproxima a la del medio refrigerante, es cada vez más lenta y el costo energético se incrementa considerablemente. Es por esta razón que en las operaciones comerciales se reduce la temperatura hasta cuando el producto ha perdido 7/8vo de la diferencia de las temperaturas de campo y la deseada. Normalmente se deja que el 1/8vo restante lo pierda durante el almacenamiento o transporte (Figura 54). Por ejemplo, si tenemos un producto cuya temperatura de campo es 30 ºC expuesto a un medio refrigerante a 10 ºC, el preenfriado debería finalizar cuando ha perdido el 7/8vo de la diferencia entre ambas temperaturas.

T_final = T_{inicial producto} - [7 x (T_{inicial producto} - T_refrigerante)]/8

T_final = 30º - [7 x (30º - 10º)]/8 = 12.5ºC

Además de la diferencia de temperaturas entre el producto y el medio refrigerante, la velocidad de enfriamiento depende en gran medida del volumen individual de cada una de las unidades vegetales y de la superficie expuesta. Por ejemplo, debido a su gran superficie, el tiempo de enfriamiento de una hortaliza de hoja es casi 5 veces inferior que el de frutos voluminosos como melones o sandías. El medio refrigerante y la velocidad con que circula alrededor del producto también tienen mucha influencia: el agua posee una mayor capacidad de extraer calor que el aire y en ambos casos, si se mueve con rapidez la capacidad de enfriamiento se incrementa. Cada sistema de preenfriamiento tiene sus ventajas y desventajas, y se pueden agrupar de la siguiente manera:

Figura 53: Vista interior de una cámara para el almacenamiento refrigerado. El evaporador se instala en la parte superior.

Figura 54: Pérdida de temperatura de un producto expuesto a un medio refrigerante.

3.3.4.1.1 Por aire frío en cámara

Probablemente el método más común, en donde el producto es expuesto al aire frío en el interior de una cámara refrigerada (Figura 53). Las principales ventajas son la simpleza de diseño y de operación y que el producto puede ser enfriado y almacenado en el mismo lugar. Sin embargo, la remoción de calor en este sistema es demasiado lenta para los productos muy perecederos ya que requiere de al menos 24 horas para alcanzar la temperatura ideal de almacenamiento. Todas las especies se adaptan a este método de preenfriamiento, pero es más comúnmente usado en papa, cebollas, ajo, cítricos, etc. (Tabla 6).

Tabla 6: Especies normalmente preenfriadas en cámara.

Fuente: Sargent et al., 2000; McGregor, 1987.

3.3.4.1.2 Por aire forzado

Es una modificación del sistema anterior en donde el aire es forzado a pasar a través del producto envasado, mediante la creación de un gradiente de presión entre ambos lados del mismo (Figura 55). El enfriado por este método es de 1/4 a 1/10 del tiempo requerido en cámara. La velocidad de enfriamiento depende en gran medida del flujo de aire además del volumen de cada unidad en particular.

Es probablemente el más versátil de todos los sistemas de preenfriamiento ya que prácticamente se puede usar en todas las especies (Tabla 7) aunque se usa preferentemente en berries, tomates maduros, pimientos y otras frutas. Es lento comparado con el hidroenfriado, pero es una buena alternativa para aquellos productos que requieren de una rápida remoción del calor, pero que no pueden ser enfriados por vacío, humedecidos, o que tampoco toleran el cloro que se agrega al agua del hidroenfriado. Como desventaja se debe mencionar que si no se usa un flujo adecuado de aire humedecido, se incrementa el ritmo transpiratorio. Además, para ser usado eficientemente, es muy importante que los envases estén diseñados para permitir el movimiento de aire a través de ellos, particularmente cuando se hallan estibados o palletizados. Las unidades próximas a las aberturas de los envases tienden a perder temperatura más rápidamente que aquellos del interior que están más protegidos, por lo que es necesario un manejo adecuado para lograr un enfriado uniforme.

3.3.4.1.3 Hidroenfriado

En este caso el agua es el medio refrigerante y por su mayor capacidad para extraer el calor, hace que sea un método mucho más rápido que el enfriado por aire. El hidroenfriado puede realizarse por inmersión (Figura 56) o por aspersión o lluvia de agua fría. En este último caso, es necesario que se realice en capas finas, para lograr una temperatura uniforme. No todos los productos se adaptan a este método ya que deben tolerar el mojado, el cloro y no estar sujetos a la infiltración del agua dentro del fruto. El tomate, espárrago y muchas hortalizas de hoja son hidroenfriados comercialmente (Tabla 8). El agua es normalmente recirculada por lo que es muy importante la adición de cloro (150-200 ppm) para evitar la acumulación de patógenos y su dispersión a otros tejidos vegetales sanos.

3.3.4.1.4 Por contacto con hielo

Probablemente uno de los sistemas más antiguos para disminuir la temperatura de campo. La forma más frecuente es una cobertura de hielo antes de cerrar el envase. A medida que se va derritiendo, el agua va enfriando a las capas inferiores. También se pueden intercalar capas de hielo y producto. Una modificación es el agua-hielo (40 por ciento agua + 60 por ciento hielo + 0,1 por ciento sal), la que es inyectada dentro del envase formando con el producto un gran bloque.

Tabla 7: Especies normalmente preenfriadas mediante aire forzado.

Fuente: Sargent et al., 2000; McGregor, 1987.

Tabla 8: Especies normalmente preenfriadas con agua.

Fuente: Sargent et al., 2000; McGregor, 1987.

La principal desventaja de este sistema es que está limitado a aquellas frutas y hortalizas que toleran el contacto con el hielo (Tabla 9) además de incrementar el costo por el aumento de peso y la necesidad de usar envases sobredimensionados. Adicionalmente, a medida que se derrite, el agua moja depósitos, contenedores y locales de venta.

3.3.4.1.5 Evaporativo

Es uno de los métodos más simples de preenfriado y consiste en forzar la circulación de aire seco a través del producto que es mantenido húmedo. La evaporación del agua superficial extrae el calor del producto. Este método tiene muy bajos requerimientos energéticos pero la capacidad de enfriado está limitada por la capacidad del aire para contener humedad, por lo tanto, este método es útil solamente en áreas de muy baja humedad relativa del ambiente.

3.3.4.1.6 Por vacío

Es el más rápido de todos los sistemas de enfriamiento y basado en el mismo principio que el anterior, esto es, la captura de calor por un líquido que se evapora a muy baja presión. El agua se evapora a 100 ºC a una presión normal de 760 mmHg, pero a 1 ºC si la presión es reducida a 5 mmHg. El producto es colocado en contenedores sellados en donde se realiza el vacío (Figura 57). Bajo estas condiciones se produce una pérdida de 1 por ciento de peso fresco por cada 5 ºC de reducción de la temperatura. En los sistemas más modernos, esta pérdida de peso fresco es controlada mediante aspersores internos que se ponen en funcionamiento en respuesta a la disminución de la presión. Al igual que el anterior, son sistemas ideales para hortalizas de hoja en general, por la gran superficie evaporante en relación con el volumen (Tabla 10).

Figura 55: Interior de una cámara para el preenfriamiento por aire forzado. Las tarimas se apilan dentro de una cámara fría pero son cubiertos con una lona dejando los costados derecho e izquierdo sin cubrir y expuestos a frío ambiente. Se extrae el aire del canal formado por las tarimas apiladas creando un vacío parcial forzando al aire frío a pasar a través de la carga.

3.3.4.2 Daño por frío

Como se dijera anteriormente, la refrigeración es la herramienta más ampliamente usada para extender la vida postcosecha de las frutas y hortalizas. Un inadecuado manejo de las bajas temperaturas, sin embargo, conduce a un acelerado deterioro de la calidad. El congelamiento, (exposición prolongada a temperaturas inferiores a 0 °C), produce la formación de cristales de hielo que destruyen los tejidos vegetales con síntomas que se manifiestan una vez que son descongelados como una pérdida de turgencia, presencia de exudados y la desorganización general de los tejidos. El daño por congelamiento es poco frecuente al nivel de almacenamiento refrigerado, ya que ocurre normalmente por descuido o por el mal funcionamiento de los equipos o controladores de temperatura.

Figura 56: Preenfriado mediante la inmersión en agua fría. El producto es cargado directamente a un camión refrigerado.

Menos evidente es otro daño conocido como «chilling» o daño por frío, que se presenta en muchas especies que no toleran exposiciones prolongadas a temperaturas en el rango de 0 - 15 °C. La mayor parte de las especies sensibles son de origen tropical o subtropical como tomate, pimiento, berenjena, zapallo, zapallito, batata, banana pero también puede afectar a algunas de clima templado como espárrago, papa, algunas variedades de manzana, duraznos, y otras. En estas últimas el rango de temperaturas críticas es generalmente menor (0-5 °C) a diferencia de las primeras en donde el daño se produce a temperaturas en el rango de 7-15 °C.

Los síntomas de este daño se observan cuando el producto retoma la temperatura ambiente y dependen de la especie considerada. Por ejemplo, en la banana se presenta como un ennegrecimiento general de la cáscara, en tomate, pimiento, berenjena y otros frutos, como manchas hundidas asociadas a podredumbres (Figura 58) y con una maduración desuniforme y acelerada. En muchos casos se presentan pardeamientos o ennegrecimientos internos u otros cambios de color. La magnitud del daño por frío depende de la especie considerada, de la severidad de la temperatura a que fuera expuesta y la duración de la misma. En general, los frutos inmaduros son más susceptibles que los maduros.

Tabla 9: Especies que pueden ser preenfriadas con hielo.

Fuente: Sargent et al., 2000; McGregor, 1987.

Tabla 10: Especies que pueden ser preenfriadas por vacío.

Fuente: Sargent et al., 2000; McGregor, 1987.

Desde el punto de vista fisiológico, el daño por frío es el resultado de un desequilibrio acumulativo en el metabolismo celular pero que es reversible en la primer fase. Una breve elevación de la temperatura restituye la condición inicial si no se ha acumulado lo suficiente como para provocar daños permanentes. Distintas investigaciones han demostrado que breves interrupciones de la conservación frigorífica mediante la elevación de la temperatura (de 12 a 25 °C) por períodos cortos (5 a 48 horas) en forma periódica (6-7 hasta 15 días) son beneficiosas y contribuyen a extender la vida postcosecha (Fernández Trujillo, 2000). Por ser acumulativo, en muchos casos se da la situación de que las temperaturas bajas durante la cosecha, se suman a las recibidas durante el almacenamiento y/o transporte.

Figura 57: Enfriamiento por vacío. Los extremos de la cámara se levantan para permitir la entrada del producto. Una vez dentro, se produce el vacío interior.

Figura 58: El daño por frío normalmente se manifiesta como zonas hundidas sobre la superficie del fruto que posteriormente son colonizadas por patógenos que terminan deteriorando al fruto.

3.3.4.3 Etileno y otras contaminaciones gaseosas

Bajo condiciones de almacenamiento en estructuras relativamente herméticas se producen acumulaciones de gases, producto del mismo metabolismo vegetal, siendo el etileno y otros volátiles las contaminaciones más frecuentes.

El etileno es una fitohormona que regula muchos aspectos del crecimiento, desarrollo y senescencia de los tejidos vegetales. Es producido en grandes cantidades por los frutos climatéricos durante su maduración, pero también inducido por determinados estreses como el daño físico ya que forma parte de los mecanismos de cicatrización de las heridas. Es liberado al ambiente en forma de gas y se acumula en niveles fisiológicamente activos si no es eliminado químicamente o mediante la ventilación.

Cuando especies productoras y sensibles al etileno (Tabla 11) son colocadas dentro de un mismo ambiente, en estas últimas se producen reacciones no deseables tales como aumento de la respiración, de la maduración y senescencia, pérdida de color verde, formación de manchas necróticas, formación de capas de absición y caída de hojas, inducción de la brotación en la papa, acumulación de principios amargos en zanahoria, el endurecimiento del espárrago, etc. Efectos indirectos del etileno son el incremento a la sensibilidad al daño por frío, susceptibilidad al ataque de determinados patógenos y el estímulo al crecimiento de determinados microorganismos deteriorantes. Para evitar problemas, el nivel de etileno en el ambiente de almacenamiento debe ser menor a 1 ppm.

Otro tipo de contaminación gaseosa es a través de los olores, debido a que determinadas especies generan volátiles que son absorbidos por otras. Al igual que en el caso del etileno, se produce cuando se utiliza el mismo espacio de almacenamiento con especies productoras y receptoras de olores (Tabla 11).

3.3.4.4 Humedad relativa

Las frutas y hortalizas están constituidas fundamentalmente por agua y el mantenimiento de una humedad relativa adecuada durante el almacenamiento es otro de los aspectos claves para mantener la calidad durante la postcosecha. La pérdida de agua o deshidratación, no solamente significa la disminución del peso fresco sino también afecta la apariencia, la textura, el peso fresco del producto y en algunos casos el sabor. La pérdida de crocantez y turgencia están directamente asociadas a la sensación de frescura o de recién cosechadas que son apreciadas por todos los consumidores.

Tabla 11: Especies sensibles y productoras de etileno y olores.

Fuente: The Packer, 1996; Gast y Flores, 1992; McGregor, 1987; Cantwell, 1999.

La humedad relativa es el parámetro más usado para expresar la cantidad de agua presente en el aire y se define como la relación porcentual entre la presión de vapor del agua real y aquella en el punto de saturación del aire a esa temperatura. Como todos los gases, el vapor de agua se mueve de una zona de mayor a otra de menor presión. En los tejidos vegetales, el agua se encuentra mayormente en forma líquida, formando parte de los jugos celulares pero en equilibrio con los espacios intercelulares en donde se halla en forma gaseosa en concentraciones muy próximas a la saturación (100 por ciento humedad relativa). A menos que ese tejido vegetal esté expuesto a un ambiente saturado y de idéntica temperatura, siempre va existir una diferencia de presiones de vapor que hace que el producto se deshidrate.

La capacidad del aire para retener vapor de agua aumenta con la temperatura y, por lo tanto, se incrementa la cantidad que es necesaria para saturarlo. Basado en este principio, la disminución de la temperatura por medio de la refrigeración incrementa la humedad relativa de la masa de aire refrigerada, pero aún así muchas veces es necesario agregar humedad adicional mediante humidificadores para que alcance los niveles ideales de almacenamiento. Salvo algunas excepciones como la cebolla, ajo, zapallo y otras especies que se almacenan a alrededor de 60-70 por ciento de HR, la mayor parte de las frutas y hortalizas deben ser conservadas en el rango del 90-95 por ciento de humedad relativa y algunos otros a valores próximos a la saturación (Tabla 5).

3.3.4.5 Almacenamiento refrigerado por períodos cortos. Transporte refrigerado

La refrigeración no siempre es utilizada para maximizar el tiempo de conservación, sino por el contrario, su uso es mucho más frecuente en períodos cortos como eslabones integrantes de la cadena de frío. El transporte refrigerado es probablemente el ejemplo mejor conocido, aunque durante el proceso de preparación y venta del producto se presentan otras oportunidades para el almacenamiento refrigerado por corto tiempo como el mantenimiento del producto cosechado hasta su procesamiento, empaque o transporte, creación de volúmenes para la comercialización en el ámbito mayorista o de reposición en locales de venta además de la utilización de anaqueles exhibidores refrigerados. A nivel domiciliario, también se utiliza la refrigeración para extender el período de consumo.

Debido a las diferentes aptitudes para ser conservadas en la gran cantidad de frutas y hortalizas consideradas, es difícil definir un almacenamiento «largo» o «corto», pues 7 días es un período largo para frambuesa pero extremadamente corto para papas, cebollas, ajos y otros productos de larga conservación. Aquí se define como «corto» a un período de tiempo que va desde algunas horas hasta 7 días aproximadamente. El almacenamiento conjunto de diferentes especies, si bien no deseable, es un evento frecuente y muchas veces inevitable, particularmente al nivel de mercadeo. Sin embargo, si la exposición a condiciones subóptimas no es prolongada y no hay acumulación de etileno, usualmente no hay problemas de incompatibilidades. Una estrategia que frecuentemente se usa es poner las cámaras a un régimen promedio, el que normalmente es 5 °C y 90-95 por ciento de humedad relativa.

De ser posible, se deben establecer distintos regímenes de almacenamiento para cargas mixtas siempre asumiendo que la concentración de etileno en el ambiente no supera 1 ppm. La Universidad de California (Thompson et al., 1999) recomienda tres: 1) 0-2 °C y 90-98 por ciento HR para hortalizas de hoja, crucíferas, frutos de clima templado y berries; 2) 7-10 °C y 85-95 por ciento HR para cítricos, frutos subtropicales y hortalizas de fruto; 3) 13-18 °C y 85-95 por ciento HR para especies tropicales, melones, zapallos y hortalizas de raíz. Por otro lado, Tan (1996) recomienda 5 condiciones de almacenamiento temporario distintas: 1) 0 °C y 90-100 por ciento HR; 2) 7-10 °C y 90-100 por ciento HR; 3) 13 °C y 85-90 por ciento HR; 4) 20 °C y 5) condiciones ambientales. Entre otras especies, en el primer grupo ubica a la manzana, damasco, higos, kiwis maduros, duraznos, peras, hortalizas de hoja, uva, remolacha, crucíferas en general, apio, etc. En el segundo, palta, melón cantalupo y rocío de miel, guava, pepino, chauchas, pimientos, zapallitos, berenjenas, cítricos en general, etc. En el tercero a la banana, cherimoya, papaya, papa, zapallo, etc. En el cuarto al ananá mientras que en el quinto al ajo, nueces en general, cebolla, papa y chalotes.

El transporte es un ejemplo aparte de almacenamiento refrigerado temporario. Las cargas mixtas son desaconsejables no solamente por las incompatibilidades mencionadas precedentemente sino también porque las medidas de los envases en que los distintos productos están empacados los hacen no totalmente apilables unos con otros. Esto determina en primer lugar que no coincidan las aberturas para la ventilación e intercambio térmico de los distintos envases entre sí lo que no asegura las condiciones ideales de mantenimiento. Además, al no coincidir las medidas de los envases, constituye una carga inestable que tiende a desplazarse con el movimiento en tránsito, bloqueando aún más los espacios necesarios para la circulación del aire y agravando aún más los problemas de refrigeración y ventilación.

3.3.5 Combinación de sistemas

Las bodegas para el almacenamiento de papa, cebolla, batata y otras hortalizas de conservación prolongada, son normalmente una combinación de sistemas mediante el agregado de calefacción y/o refrigeración a las instalaciones de ventilación forzada. Al ser especies que requieren de un período de «curado» inicial, aire caliente y húmedo es introducido en la primer etapa para luego ir disminuyendo la temperatura mediante la incorporación natural o forzada del aire externo otoñal. Con el mezclado del aire externo e interno se logra la temperatura deseada y de ser necesario se recurre a la calefacción o refrigeración. De esta manera se utiliza una misma estructura para el curado y almacenamiento, condición indispensable en los sistemas de cosecha mecanizados.

3.3.6 Atmósferas controladas

La modificación de la atmósfera reduce aún más el reducido ritmo metabólico obtenido con la refrigeración, resultando en una extensión adicional del período de conservación sin afectar la calidad. El control estricto de la humedad relativa es el tercer componente de este sistema.

La composición normal de la atmósfera a nivel del mar es aproximadamente 78,1 por ciento nitrógeno, 21 por ciento oxígeno y 0,03 por ciento anhídrido carbónico. Una «atmósfera controlada» o «modificada» es aquella en donde las concentraciones de los gases que la componen son diferentes a los valores normales. La diferencia entre ambas definiciones radica en que en el primer caso ("controlada"), se mantienen exactamente las proporciones deseadas y normalmente se la utiliza con productos que permiten una conservación muy larga en instalaciones fijas. En cambio, el almacenaje en atmósferas modificadas es realizado en recipientes con permeabilidad diferencial a los gases (películas plásticas) y por períodos cortos de tiempo. La composición gaseosa no es exactamente controlada en este caso sino que dentro del envase se modifica por la respiración hasta alcanzar un equilibrio con la del ambiente. Esta atmósfera de equilibrio es función del producto, de las características de la película y de la temperatura de almacenamiento.

La modificación de la atmósfera de almacenamiento produce un retardo en los cambios bioquímicos y fisiológicos relacionados con la senescencia, fundamentalmente el ritmo respiratorio, la producción de etileno, los cambios en la composición y el ablandamiento del producto. Otros efectos que han sido demostrados son la reducción de la sensibilidad del producto al etileno y en algunos casos al daño por frío. En algunos casos, disminuye la severidad del ataque de patógenos y pueden ser utilizadas para el control de insectos. Cuando la composición gaseosa no es la adecuada, se pueden presentar efectos no deseables como fermentaciones, asfixia de los tejidos (Figura 59), desarrollo de olores o sabores desagradables.

La construcción de las cámaras para atmósferas controladas es similar a las refrigeradas pero deben ser lo suficientemente herméticas a los gases para mantener una atmósfera diferente a la normal. Esa masa gaseosa se comporta en forma distinta a la atmósfera que la rodea y se generan sobrepresiones o depresiones en el interior por lo que debe tener algún sistema de compensación de presiones. Debido a que no son abiertas hasta el final del almacenamiento, deben tener ventanillas de inspección en la parte superior para observar el comportamiento de los equipos de refrigeración, instrumentos de medición y verificar cambios en el producto (Figura 60). El consumo del oxígeno y la liberación del anhídrido carbónico por la respiración normal del producto en un ambiente hermético es lo que determina la atmósfera. Una vez alcanzada, es necesario la incorporación de oxígeno por ventilación para mantener un ritmo respiratorio reducido. El dióxido de carbono acumulado por encima de los valores deseados se elimina por distintos métodos. Todo el sistema es controlado por medio de computadoras. La composición gaseosa depende de cada especie en particular, pero en general, las combinaciones más frecuentemente recomendadas son 2-5 por ciento de oxígeno y 3-10 por ciento de anhídrido carbónico (Kader, 1985).

Todas las especies de frutas y hortalizas se benefician con la modificación de la atmósfera pero su aplicación no es generalizada. En primer lugar, para compensar las inversiones necesarias en un sistema de atmósfera controlada, es necesario que el producto sea estacional, pero con demanda sostenida a lo largo de un período de comercialización muy largo. Además, debe ser en cierta manera único, es decir no fácilmente reemplazable por productos similares. Dicho de otra manera: el mayor costo de esta tecnología sólo es rentable cuando el mercado está desabastecido de productos competidores. Quizás sea por esta razón que su uso está restringido casi exclusivamente a unas pocas especies, particularmente manzanas y peras. El uso de las atmósferas modificadas está mucho más difundido ya que se adapta perfectamente al preempacado o envasado en unidades para consumidor en bolsas u otros envases construídos con materiales semipermeables a los gases como las películas plásticas.

Figura 59: Ennegrecimiento por asfixia de una cabeza de alcaucil (o alcachofa) expuesta a condiciones gaseosas inadecuadas (Fotografía A. Yommi, INTA E.E.A. Balcarce).

Figura 60: Ventana de visualización en una cámara de atmósfera controlada.