Este documento resume un estudio sobre la viabilidad y evaluación económica de sistemas de refrigeración evaporativa de bajo costo para el almacenamiento de frutas y verduras en Etiopía. El estudio describe el diseño y funcionamiento de un enfriador de aire por evaporación, y muestra que puede reducir la temperatura y aumentar la humedad para prolongar la vida útil de las cosechas hasta 2 semanas. La evaluación económica encuentra que los sistemas son rentables para una variedad de cultivos comunes en menos de 1 año

1. Operaciones Unitarias II
« Viabilidad y evaluación económica de sistemas de refrigeración
evaporativa de bajo costo en almacenamiento de frutas y verduras »
Yutzil Edith Segura Ramírez
14 de Septiembre del 2017
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2. “Feasibility and economic evaluation of low-cost
evaporative cooling system in fruit and vegetables
storage”
Autor: Tilahun Workneh
Procedencia: Escuela de Ingeniería de Biorecursos e Hidrología
Ambiental
Facultad de Ingeniería de la Universidad de Kwa-Zulu Natal, Sudáfrica
Publicado por: AJFAND Online, Revista Africana de la Nutrición de
Productos Agrícolas y su Desarrollo
Volumen 10, Número 8
Agosto del 2010
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3. Contenido
•Introducción
•Análisis
•Método utilizado
•Resultados
•Evaluación Económica
•Conclusión
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4. Introducción
4

5. Introducción
•Tipo de suelo y clima adecuado
•Mucha variedad de fruta presente, pero
insuficiente
•Poca capacidad económica
Sistemas de refrigeración inadecuados
Medios de transporte escasos
Pocos conocimientos técnicos
•Gran posibilidad de mercado internacional
•Pérdidas de 25-40% de las cosechas
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Continente africano

6. •Métodos de enfriamiento
Aire forzado
Vacío
Agua
Adiabático
•Controlar temperatura y
humedad
•Sistemas de enfriamiento
evaporativo
•Reducción 75% consumo de
energía
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Mercado etíope

7. Análisis
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8. •Rendimiento de un enfriador por evaporación
•Diferencia de entalpía en aire de entrada y salida a través
del empaque
Eficiencia de enfriamiento y cambio de entalpía
en el aire
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η =
𝑇𝑑 − 𝑇𝑐
𝑇𝑑 − 𝑇𝑤
∗ 100
∆H= M*Cpa* (Td-Tc)
Donde
Td: TBS aire ambiental
Tw: TBH aire
ambiental
Tc: TBS del aire en 1°C
Donde
Cpa: Calor específico del aire
húmedo [kJ/kg K]
M: Flujo del aire [kg/s]

9. Relación de Eficiencia Energética
Cantidad de energía térmica removida por Watts de energía utilizada
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𝐸 𝐸𝑅 =
∆𝐻
𝑃
Donde
ΔH: Diferencia de entalpía [kJ/s]
P: Potencia del ventilador y de la
bomba [kW]

10. Método
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11. Diagrama de enfriador de aire por evaporación
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Tanque de agua
Bomba de agua
3 Unidades Principales:
Unidad de enfriamiento de aire
Sistema de agua
Cámara de almacenamiento
(0.5 t de fruta)
Vista en planta

12. •A: Tanque de agua
•B: Tubo vertical conectado a la bomba
•C: Bomba de agua (0.5 hp)
•D: Manguera de agua hacia el empaque
•E: Tubo vertical de agua
•F: Tubo vertical perforado de agua
•G: Ventilador
•H: Empaque (Carbón)
•I: Termopar
•J: Cámara de almacenamiento
•K: Capa de metal
•L: Malla de alambre
•M: Yute Húmedo
•N: Salida de aire
•O: Agua
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Vista en sección

13. Medida de la temperatura y de la
humedad
•23 días cada 2 horas entre 5:00 am y 6:00 pm
•Temperatura en el interior medidas con un termopar
•Humedad relativa en el interior medida con psicrómetro
digital
•Temperatura del medio ambiente
•Consumo de energía (ventilador y bomba de agua) con un
medidor de potencia
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Localización del termopar
y psicrómetro

14. Evaluación económica
•Costo fijo del sistema de enfriamiento igual para todas las frutas
•Costos de técnicos incluidos
•Costos variables incluidos
Muestras de frutas, verduras
Mantenimiento
Electricidad
Agua
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15. Resultados
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16. Cambios de la temperatura
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Hora del día
Temperatura°C
 Temperatura del
enfriador
• TBS ambiente

17. 17
Cambios de la humedad relativa
Hora del día
 Humedad enfriador
Humedad ambiente
• Reducción de pérdida de
masa de productos

18. Rendimiento del enfriador η y relación de
eficiencia energética 𝐸 𝐸𝑅
•Afectado por
Diseño de empaque
Grosor de empaque
Flujo de aire
Temperatura de exterior
Humedad relativa exterior
• η= 55-84% con empaque de 10 cm de grosor
•𝐸 𝐸𝑅=26.3
Flujo de aire=4.3 kg/s
Consumo de energía= 1.13 kWh
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19. Aplicación a frutas y verduras
•Falta de evaluación del
proyecto en países en
desarrollo
•Frutas y verduras usadas:
plátano, naranja, mandarina,
papaya, limón, mango, tomate,
zanahoria
•2 semanas de almacenamiento
•Método recomendado en el
comercio
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Mercado etíope

20. Evaluación Económica
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21. 1 dólar = 14 Birr etíopes (2010), 23 birr etíopes (2017)
Capacidad de almacenamiento: 0.5 ton / 2 semanas
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Fruta
Ton
almacenadas
/año
Precio/kg
(comerciante,
Birr)
Precio/kg
(consumidor,
Birr)
Ingreso
anual
(Birr)
Costo
fijo
(birr)
Costo variable
(birr)
Tiempo de
recuperación
(años)
Mango 3 1.50 4 12000 5968 5458 1
Papaya 4 2.50 5 20000 5968 11279 0.9
Plátano 12 2.50 3.50 42000 5968 33833 0.9
Tomate 12 1.75 3.50 42000 5968 24832 0.7
Zanahoria 12 0.80 2 24000 5968 13428 0.8
Naranja 12 2.75 4.50 54000 5968 36835 0.8
Mandarina 4 2.75 4 16000 5968 11276 1.1
Limón 4 3 5 20000 5968 9280 0.8

22. Conclusión
•Etiopía tiene la capacidad de producir una gran variedad de
frutas y vegetales
•Un sistema de enfriamiento evaporativo reduce la
temperatura y aumenta la humedad
•Este sistema aumenta el tiempo de vida de las frutas hasta
2 semanas
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23. •Más económico que un sistema de refrigeración por
compresión
•Puede promover el comercio con países cercanos
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24. Gracias por su atención
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