Flutuações de temperatura em câmaras frigoríficas e congeladores

Num mundo ideal, a temperatura dentro do seu frigorífico ou congelador seria uniforme em todos os locais. Infelizmente, no mundo real, isso não acontece.

Existem frigoríficos e congeladores farmacêuticos e hospitalares de alta qualidade que alcançam uma temperatura do ar quase uniforme no interior. Estes frigoríficos possuem múltiplos ventiladores, elementos de arrefecimento, sistemas de descongelação patenteados, uma infinidade de sensores de temperatura calibrados de alta precisão e contam com milhões de dólares em pesquisa e desenvolvimento e décadas de experiência. Custam muitos milhares de dólares e não podem ser comparados com os frigoríficos convencionais utilizados noutras indústrias (por exemplo, cadeia de abastecimento alimentar) por uma infinidade de razões práticas, incluindo o custo. A maioria dos produtos que precisam de refrigeração não necessitam de ser armazenados numa câmara altamente uniforme, pelo que um frigorífico relativamente barato será suficiente na maioria das vezes.

A temperatura do ar num determinado ponto dentro do frigorífico ou congelador depende de:

• A distância da porta
• A distância do elemento de arrefecimento
• A distância dos resistores de descongelação (se for um congelador)
• A distância do chão. O ar quente sobe, enquanto o ar frio desce.

Abaixo está uma imagem de um estudo de 2016 da Universidade da Califórnia Riverside que ilustra um perfil de temperatura típico de um congelador de ultra baixa temperatura:

Flutuação da Temperatura do Congelador Profundo

Para um frigorífico doméstico, há outro estudo que mostra imagens semelhantes:

Distribuição de temperatura sobre as embalagens dentro de um congelador no final do tempo de ligado do congelador

Distribuição de temperatura sobre as embalagens dentro de um congelador no final do tempo de desligado do congelador

Como é evidente nas imagens acima, é possível observar gradientes de temperatura de 8-11°C mesmo numa câmara pequena como a do experimento acima. Mesmo em salas não refrigeradas, pode-se facilmente observar uma diferença de 1-2°C a uma distância de alguns centímetros.

Se o termómetro do frigorífico e o sensor do HAM ThermoSense ou do HAM HumiSense não estiverem exatamente no mesmo ponto, então é de esperar um desvio de alguns °C, dependendo também dos fatores acima mencionados.

A única comparação significativa que pode ser feita é entre um sensor de temperatura e um termómetro de mão (idealmente calibrado), com os seus pontos de deteção estando (aproximadamente) exatamente no mesmo ponto depois de terem estabilizado por alguns minutos.

Por que a Temperatura Dentro de um Frigorífico ou Congelador Não É Uniforme

Quando abre o seu frigorífico ou congelador, pode esperar uma temperatura consistente em todo o lado, mas, na realidade, a temperatura dentro destes aparelhos muitas vezes não é uniforme. Vamos explorar as razões pelas quais isto acontece:

1. Fluxo e Circulação de Ar: Estes aparelhos utilizam ventoinhas e aberturas para fazer circular o ar frio, mas a distribuição deste ar nem sempre é perfeita. Na maioria dos frigoríficos, o ar frio é gerado na parte de trás ou no fundo, e depois é soprado para os compartimentos principais

2. Carga Térmica e Colocação de Itens: A colocação de alimentos dentro do frigorífico ou congelador também afeta a uniformidade da temperatura. Itens densos ou grandes, como grandes pedaços de carne, absorvem e irradiam o frio de forma diferente de itens menores e menos densos, o que pode perturbar o fluxo de ar

3. Ciclos de Descongelação: Frigoríficos e congeladores entram periodicamente num ciclo de descongelação para derreter qualquer acumulação de gelo nas serpentinas do evaporador. Durante este ciclo, a temperatura dentro do aparelho pode subir acentuadamente

4. Zonas de Arrefecimento e Design: Frigoríficos modernos frequentemente apresentam múltiplas zonas de arrefecimento com diferentes configurações de temperatura, o que pode criar ainda mais variação de temperatura no interior

5. Abertura Frequente da Porta: Cada vez que abre a porta do frigorífico ou congelador, entra ar quente, causando flutuações de temperatura. As áreas mais próximas da porta tendem a experimentar a maior variação, uma vez que estão mais expostas às temperaturas externas.

Observo aumentos bruscos de temperatura nos gráficos do HAM ThermoSense / HAM HumiSense, mas a leitura da temperatura local do refrigerador está bem abaixo disso. Porquê?

A resposta do sensor de temperatura depende da forma e do material do sensor. Um sensor maior tem uma resposta mais lenta em comparação com um sensor menor. Um sensor feito de plástico ou outro material termicamente isolante é menos sensível a mudanças de temperatura, em comparação com um sensor de aço inoxidável, devido à maior condutividade térmica deste último. Para poder comparar leituras de temperatura, ambos os sensores devem ter estabilizado por alguns minutos. Lembre-se da última vez que usou um termómetro corporal: teve de esperar alguns minutos antes de poder ler a sua temperatura. É claro que esperar pela estabilização é muito mais complicado quando se tem dois termómetros com diferentes sensibilidades numa câmara que está constantemente a mudar de temperatura.

Quando se abre a porta do frigorífico, ocorre um aumento súbito da temperatura devido à interação do ar ambiente com o ar frio que sai do frigorífico.

Os congeladores também precisam de ser descongelados para derreter o gelo, para que possam continuar a sua função de arrefecimento de forma eficiente. Durante a descongelação, há um aumento na temperatura da câmara acima da média normal, o que pode levar de 10 a 35 minutos. Isso geralmente ocorre de forma quase programada, a cada 8 horas, por exemplo. O processo de descongelação quase nunca causa danos aos bens armazenados. Pode ver abaixo um exemplo de um frigorífico que descongela:

Os picos acentuados ilustram o degelo, a pequena "colina" foi criada durante o abastecimento de mercadorias. Nenhum destes eventos é motivo de preocupação.

A maioria dos testadores/termómetros de frigoríficos para de mostrar a temperatura real durante a descongelação para evitar preocupar o proprietário. Podem, além disso, ter um período de medição suspensa quando a porta é aberta, durante o qual a temperatura também é mostrada como inalterada.

Se definiu regras para o alertar quando a temperatura está fora do intervalo, deve incluir um período de tempo "DURANTE" mais longo do que a duração da descongelação. Por exemplo, "SE a temperatura for superior a -10°C POR mais de 30 minutos ENTÃO notificar-me". Nesta regra, o ponto de temperatura crítico está acima do normal (ou acima do limite de segurança) e a duração em que é excedido é definida como mais longa do que a duração da descongelação. Desta forma, evitará a maioria dos alarmes falsos, se não todos. Também pode definir uma condição adicional para alertar apenas após o horário comercial.

Resumo

A principal conclusão aqui é não entrar em pânico quando há uma diferença na forma como a temperatura é exibida ao monitorizar congeladores! Variações de temperatura e diferenças refletidas entre congeladores e sistemas de monitorização não equivalem a falha em nenhum dos sistemas. O conhecimento destas questões complexas pode ajudar a aliviar a ansiedade, determinar pontos de alarme apropriados para eliminar a fadiga de alarme e, geralmente, proporcionar paz de espírito à equipa e aos proprietários.

Quer saber algumas dicas rápidas para a correta manutenção de frigoríficos e congeladores?