Entre los parámetros más críticos en el funcionamiento de las cámaras frigoríficas se encuentran la temperatura y la humedad, factores que deben regularse estrictamente para mantener la calidad y la seguridad de los productos.

Este artículo analiza cómo se supervisan y controlan la temperatura y la humedad en las cámaras frigoríficas.

Control de la temperatura:

La temperatura es el factor más importante en cualquier aplicación de almacenamiento en frío. La mayoría de las cámaras frigoríficas funcionan dentro de un rango de temperatura de entre -30 °C y +15 °C, dependiendo del producto almacenado. Incluso ligeras desviaciones pueden comprometer la calidad o la seguridad de los productos. Por ejemplo:

• • Los alimentos perecederos deben almacenarse entre 0 °C y 5 °C.
  • Los alimentos congelados requieren temperaturas de hasta -18 °C o inferiores.
  • Los productos farmacéuticos suelen necesitar un almacenamiento entre 2 °C y 8 °C o por debajo del punto de congelación.

Control de la humedad:

La humedad es tan importante como la temperatura. El exceso de humedad puede provocar condensación, favorecer el crecimiento de moho y dañar los materiales de embalaje. La humedad baja puede provocar deshidratación, especialmente en productos frescos o muestras biológicas. El control de la humedad garantiza:

• El equilibrio de la humedad en los productos frescos.
• La prevención de la corrosión en materiales sensibles.
• La estabilidad de las composiciones farmacéuticas y químicas.

Componentes clave de los sistemas de control de temperatura y humedad

Para mantener un control estricto de las condiciones ambientales, las cámaras frigoríficas están equipadas con un sistema integrado que comprende varios componentes clave:

1. Paneles aislantes y sistemas de sellado

Los paneles de las cámaras frigoríficas están fabricados con aislamiento de poliuretano (PU) de alta densidad o poliestireno, intercalado entre láminas de metal. Este aislamiento reduce el intercambio térmico y evita la entrada de humedad. Es fundamental sellar adecuadamente las puertas, las juntas y las esquinas para minimizar las fugas y mantener las condiciones deseadas.

2. Unidad de refrigeración

El corazón del control de la temperatura en una cámara frigorífica es su sistema de refrigeración. Por lo general, consta de:

• Compresor: presuriza y hace circular el refrigerante.
• Condensador: libera el calor absorbido de la cámara frigorífica.
• Válvula de expansión: regula el flujo de refrigerante y reduce su presión.
• Evaporador: absorbe el calor de la cámara frigorífica y enfría el aire.

Los sistemas modernos pueden utilizar compresores de velocidad variable y termostatos digitales para lograr una refrigeración precisa y eficiente desde el punto de vista energético.

3. Sensores de temperatura y termostatos

Los sensores digitales colocados en puntos estratégicos dentro de la cámara frigorífica controlan continuamente los niveles de temperatura. Estos sensores envían los datos a un termostato o controlador, que ajusta automáticamente el ciclo de refrigeración para mantener el punto de consigna.

Si los niveles de temperatura superan o no alcanzan los rangos aceptables, se activan alarmas que alertan a los operadores para que tomen medidas correctivas.

4. Sistemas de control de la humedad

La humedad de la cámara frigorífica se puede controlar mediante:

• Humidificadores: dispositivos que añaden humedad al aire, a menudo mediante métodos ultrasónicos o basados en vapor.
• Deshumidificadores: equipos que eliminan el exceso de humedad del aire, normalmente mediante procesos basados en desecantes o refrigerantes.

Los sensores miden la humedad relativa (HR), manteniéndola normalmente entre el 60 % y el 95 %, dependiendo de los productos almacenados.

5. Sistemas de circulación de aire

El flujo de aire optimizado mantiene una temperatura y humedad constantes en toda la cámara frigorífica, con ventiladores y conductos de aire que distribuyen uniformemente el aire acondicionado para eliminar las zonas frías o calientes.

Un flujo de aire adecuado también reduce el riesgo de condensación en las paredes o los productos, ya que mantiene unos gradientes de humedad y temperatura equilibrados.

Cómo funciona el proceso de control

1. Monitorización en tiempo real

Los sensores de temperatura y humedad están conectados a una unidad de control centralizada o a un sistema de gestión de edificios (BMS). Los sensores monitorizan activamente las condiciones y transmiten los datos en tiempo real a la unidad de control para su regulación continua.

2. Ajuste automatizado

El sistema de control compara los valores actuales con los objetivos preestablecidos. Si se producen desviaciones, activa automáticamente los ajustes. Por ejemplo:

• Si la temperatura aumenta, la unidad de refrigeración aumenta su potencia.
• Si la humedad supera el nivel deseado, se activa el deshumidificador.
• Cuando el aire se vuelve demasiado seco, se activa el humidificador para restablecer los niveles óptimos de humedad.

3. Registro de datos y alertas

Muchos sistemas cuentan con funciones de registro de datos, que almacenan las tendencias de temperatura y humedad a lo largo del tiempo. Las alertas por SMS, correo electrónico o sistemas de alarma notifican al personal cualquier fallo del sistema o anomalía ambiental.

Esta trazabilidad es fundamental en sectores como el farmacéutico y el alimentario, donde es obligatorio cumplir con las normas reglamentarias (por ejemplo, FDA, OMS, HACCP).

Tecnologías avanzadas en el control de cámaras frigoríficas

A medida que los requisitos de almacenamiento en frío se vuelven más complejos, se utilizan cada vez más tecnologías avanzadas:

1. Integración del IoT

La tecnología del Internet de las cosas (IoT) permite el acceso remoto y la gestión en tiempo real a través de plataformas basadas en la nube. Los usuarios pueden:

• Ajustar los puntos de consigna de forma remota.
• Recibir alertas en tiempo real.
• Analizar métricas de rendimiento para el mantenimiento predictivo.

2. Aprendizaje automático y control predictivo

Algunos sistemas incorporan ahora algoritmos basados en la inteligencia artificial que aprenden de los datos históricos para predecir los cambios ambientales y ajustar las estrategias de control de forma proactiva.

Por ejemplo, si la puerta de una cámara frigorífica se abre con frecuencia durante determinadas horas, el sistema puede compensarlo por adelantado para mantener la estabilidad.

3. Sistemas energéticamente eficientes

Los compresores con inversor, los ciclos de descongelación inteligentes y los sistemas de recuperación de energía ayudan a reducir los costes operativos y a mantener un control preciso.

Retos y consideraciones

1. Apertura de puertas

La apertura frecuente de las puertas provoca picos de temperatura y fluctuaciones de humedad. Las cortinas de aire, las cortinas de tiras y las puertas de cierre rápido ayudan a mitigar estos efectos.

2. Variaciones de carga

La adición de productos cálidos o húmedos puede alterar el equilibrio ambiental. El preenfriamiento de los productos antes de su almacenamiento y el uso de sensores de carga pueden ayudar a gestionar estos cambios.

3. Redundancia del sistema

Para aplicaciones críticas, es esencial contar con sistemas de respaldo, como unidades de refrigeración secundarias o monitores alimentados por baterías, para evitar fallos durante cortes de energía o averías del equipo.