Estudio numérico del flujo de fluidos en las cámaras de refrigeración del aguacate

Abstract

Avocados, being one of the most in-demand products worldwide due to their nutritional value, face a significant challenge in post-harvest storage because of their high respiration rate and high carbon dioxide production. In this context, the use of cold storage rooms helps preserve their organoleptic properties, enabling the avocado industry to regulate fruit processing without compromising quality. In this study, a cold storage room was simulated with characteristics and a configuration representative of the storage conditions typically used in the avocado industry. The study was conducted using computational fluid dynamics (CFD). This method yields velocity vector fields, temperature contours, and species contours. This allows for the identification of areas with low air circulation, as well as the presence of significant thermal gradients that affect the uniformity of cooling, and the accumulation of CO2 in various areas of the chamber, which negatively impacts preservation—a result of poor airflow distribution within the chamber. The results showing higher CO2 concentrations coincide with the areas of greatest ripening in the chamber. These results are compared with spot temperature measurements obtained in a refrigeration chamber. The airflow dynamics observed in the chamber allow for the evaluation of the preservation process's efficiency. Furthermore, the results facilitate the analysis of more efficient storage arrangements, aimed at reducing product loss and maintaining avocado quality standards.

El aguacate al ser uno de los productos de mayor demanda a nivel mundial por sus valores nutricionales tiene un problema significativo en la conservación postcosecha del aguacate debido a su elevada tasa de respiración y alta producción de dióxido de carbono. En este contexto el uso de cámaras frigoríficas permite conservar sus propiedades organolépticas, lo que posibilita a la industria aguacatera regular el procesamiento del fruto sin comprometer su calidad. En este trabajo se simuló una cámara de refrigeración con características y una configuración representativa de las condiciones de almacenamiento típicamente empleadas en la industria aguacatera. El estudio se llevó a cabo mediante dinámica de fluidos computacional (CFD). En el cual se obtienen los campos vectoriales de velocidad, contornos de temperatura y contornos de especies. Esto permite identificar las zonas de baja circulación de aire, así como la presencia de gradientes térmicos significativos que afectan la uniformidad del enfriamiento, así como acumulación de CO2 en diversas zonas de la cámara lo que afecta negativamente su conservación y esto se debe a la mala distribución de flujo de aire en la cámara. Los resultados de las mayores presencias de CO2 coinciden con las zonas de mayor maduración de la cámara. Estos resultados se comparan con mediciones de temperaturas puntuales obtenidas en una cámara de refrigeración. La dinámica del flujo de aire observada en la cámara permite evaluar la eficiencia del proceso de conservación. Asimismo, los resultados facilitan el análisis de arreglos de almacenamiento más eficientes, orientados a reducir la merma del producto y a mantener los estándares de calidad del aguacate.