Fluctuación de temperatura en cámaras frigoríficas y congeladores
En un mundo ideal, la temperatura en el interior de su frigorífico o congelador sería uniforme en todos los puntos. Lamentablemente, en el mundo real esto no es así.
Existen frigoríficos y congeladores farmacéuticos y hospitalarios de alta calidad que logran una temperatura del aire prácticamente uniforme en su interior. Estos frigoríficos disponen de múltiples ventiladores, elementos de refrigeración, sistemas de descongelación patentados, una gran variedad de sensores de temperatura calibrados de alta precisión, y cuentan con millones de dólares de investigación y desarrollo, así como décadas de experiencia detrás de ellos. Cuestan muchos miles de dólares y no pueden compararse con los frigoríficos convencionales utilizados en otros sectores (por ejemplo, la cadena de suministro alimentario), por una multitud de motivos prácticos, incluido el coste. La mayoría de los productos que necesitan refrigeración no requieren almacenarse en una cámara altamente uniforme, por lo que un frigorífico relativamente económico será suficiente la mayoría de las veces.
La temperatura del aire en un punto concreto del frigorífico o congelador depende de:
- La distancia respecto a la puerta
- La distancia respecto al elemento de refrigeración
- La distancia respecto a las resistencias de descongelación (si se trata de un congelador)
- La distancia respecto al suelo. El aire caliente se desplaza hacia arriba, mientras que el aire frío se desplaza hacia abajo
A continuación se muestra una imagen de un estudio de la Universidad de California Riverside de 2016 que ilustra un perfil típico de temperatura de un congelador de baja temperatura:
Fluctuación de temperatura en un congelador de baja temperatura
Para un frigorífico doméstico, existe otro estudio que muestra imágenes similares:
Distribución de la temperatura en los paquetes en el interior de un congelador al finalizar el periodo de funcionamiento del congelador
Distribución de la temperatura en los paquetes en el interior de un congelador al finalizar el periodo de inactividad del congelador
Como resulta evidente a partir de las imágenes anteriores, es posible observar gradientes de temperatura de 8-11°C incluso en una cámara pequeña como la del experimento descrito. Incluso en habitaciones sin refrigeración, se puede observar fácilmente una diferencia de 1-2°C a una distancia de unos pocos centímetros.
Si el termómetro del frigorífico y el sensor del dispositivo HAM ThermoSense o HAM HumiSense no se encuentran exactamente en el mismo punto, cabe esperar una desviación de algunos °C, en función también de los factores mencionados anteriormente.
La única comparación significativa que puede realizarse es entre un sensor de temperatura y un termómetro portátil (idealmente calibrado), con sus puntos de detección situados (aproximadamente) exactamente en el mismo punto tras haberse estabilizado durante unos minutos.
Por qué la temperatura en el interior de un frigorífico o congelador no es uniforme
Cuando abre su frigorífico o congelador, podría esperar una temperatura constante en todo su interior, pero en realidad, la temperatura dentro de estos aparatos a menudo no es uniforme. Veamos los motivos por los que esto sucede:
1. Flujo y circulación del aire: Estos aparatos utilizan ventiladores y rejillas para hacer circular el aire frío, pero la distribución de este aire no siempre es perfecta. En la mayoría de los frigoríficos, el aire frío se genera desde la parte trasera o inferior, y luego se impulsa hacia los compartimentos principales
2. Carga térmica y colocación de los productos: La colocación de los alimentos dentro del frigorífico o congelador también afecta a la uniformidad de la temperatura. Los productos densos o de gran tamaño, como grandes piezas de carne, absorben e irradian el frío de manera distinta a los productos más pequeños y menos densos, lo que puede alterar el flujo de aire
3. Ciclos de descongelación: Los frigoríficos y congeladores entran periódicamente en un ciclo de descongelación para fundir cualquier acumulación de hielo en los serpentines del evaporador. Durante este ciclo, la temperatura en el interior del aparato puede aumentar bruscamente
4. Zonas de refrigeración y diseño: Los frigoríficos modernos suelen contar con múltiples zonas de refrigeración con diferentes ajustes de temperatura, lo que puede generar una mayor variación de temperatura en su interior
5. Apertura frecuente de la puerta: Cada vez que abre la puerta del frigorífico o congelador, entra aire caliente, provocando fluctuaciones de temperatura. Las zonas más cercanas a la puerta tienden a experimentar la mayor variación, ya que están más expuestas a las temperaturas exteriores.
Veo aumentos bruscos de temperatura en los gráficos del HAM ThermoSense / HAM HumiSense, pero la lectura local de temperatura del frigorífico está bastante por debajo. ¿Por qué?
La respuesta del sensor de temperatura depende de la forma y el material del sensor. Un sensor de mayor tamaño tiene una respuesta más lenta en comparación con un sensor más pequeño. Un sensor de plástico o de otro material termoaislante es menos sensible a los cambios de temperatura, en comparación con un sensor de acero inoxidable, debido a la mayor conductividad térmica de este último. Para poder siquiera comparar las lecturas de temperatura, ambos sensores deben haberse estabilizado durante unos minutos. Recuerde la última vez que utilizó un termómetro corporal: tuvo que esperar unos minutos antes de poder leer su temperatura. Por supuesto, esperar a la estabilización resulta mucho más complicado cuando se dispone de dos termómetros con sensibilidades distintas en una cámara que cambia constantemente de temperatura.
Cuando abre la puerta del frigorífico, se produce un aumento súbito de la temperatura debido a la interacción del aire a temperatura ambiente con el aire frío que sale del frigorífico.
Los congeladores también necesitan descongelarse para fundir el hielo y poder continuar con su función de refrigeración de manera eficiente. Durante la descongelación, se produce un aumento de la temperatura de la cámara por encima de la media normal, que puede durar entre 10 y 35 minutos. Esto suele ocurrir prácticamente de forma programada, por ejemplo cada 8 horas. El proceso de descongelación casi nunca causa daños a los productos almacenados. A continuación puede ver un ejemplo de un frigorífico que se descongela:
Los picos pronunciados representan la descongelación; la pequeña "colina" se generó durante el suministro de mercancías. Ninguno de estos eventos resulta preocupante.
La mayoría de los testers/termómetros de frigorífico dejan de mostrar la temperatura real durante la descongelación para no causar inquietud al propietario. Además, pueden tener un periodo de medición suspendida cuando se abre la puerta, durante el cual la temperatura también se muestra como invariable.
Si ha establecido reglas para que le alerten cuando la temperatura esté fuera de rango, debería incluir un periodo "DURANTE" más largo que la duración de la descongelación. Por ejemplo, "SI la temperatura es superior a -10°C DURANTE más de 30 minutos ENTONCES notifícame". En esta regla, el punto crítico de temperatura está por encima del valor normal (o por encima del límite de seguridad) y la duración durante la cual se supera se establece como superior a la duración de la descongelación. De este modo evitará la mayoría de las falsas alarmas, si no todas. También puede establecer una condición adicional para que se le alerte únicamente fuera del horario laboral.
Resumen
La principal conclusión aquí es que no debe alarmarse cuando exista una diferencia en la forma en que se muestra la temperatura al supervisar congeladores. Las variaciones de temperatura y las diferencias reflejadas entre los congeladores y los sistemas de supervisión no equivalen a un fallo en ninguno de los dos sistemas. El conocimiento de estas cuestiones complejas puede ayudar a aliviar la ansiedad, a determinar los puntos de alarma adecuados para eliminar la fatiga por alarmas y, en general, a proporcionar tranquilidad al personal y a los propietarios.