Câmara fria Batata

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Universidade São Francisco - USF 
Itatiba 
Engenharia Mecânica - Automação e Sistemas 
 
 
 
 
PROJETO DE UMA CÂMARA FRIA PARA MANUTENÇÃO 
ORGANOLÉTICA DA SEMENTE DE BATATA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Daniel Noriaki Saito RA 002200800590 
Guilherme Villela Carneiro Veloso RA 002200700128 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itatiba 
2014 
Daniel Noriaki Saito 
Guilherme Villela Carneiro Veloso 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE UMA CÂMARA FRIA PARA MANUTENÇÃO 
ORGANOLÉTICA DA SEMENTE DE BATATA 
 
 
 
 
Monografia apresentada como exigência 
para obtenção do grau de Bacharelado 
em Engenharia Mecânica - Automação e 
Sistemas da Universidade São Francisco 
- USF. 
Orientador: MSc. Eugênio de Souza Morita 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itatiba 
2014 
PROJETO DE UMA CÂMARA FRIA PARA MANUTENÇÃO 
ORGANOLÉTICA DA SEMENTE DE BATATA 
 
 
 
 
Daniel Noriaki Saito 
 
Guilherme Villela Carneiro Veloso 
 
 
 
Monografia submetida ao corpo docente do programa de bacharelado em Engenharia 
Mecânica – Automação e Sistemas, da Universidade São Francisco. 
Banca examinadora composta por: 
 
 
__________________________________________________________________ 
Prof.º MSc. Eugênio de Souza Morita (Orientador) 
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP. 
 
 
__________________________________________________________________ 
Prof.º MSc. Paulo Eduardo Silveira 
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP. 
 
 
__________________________________________________________________ 
Prof.º Dr. Fernando César Gentile 
USF – Universidade São Francisco – Itatiba – SP. 
 
Agradecimentos 
 
Agradecemos de forma especial ao professor MSc. Eugênio de Souza Morita, pela 
orientação, apoio e confiança. Sempre muito atencioso e dedicado, nos ajudou a superar os 
mais diversos obstáculos deste trabalho. 
Agradecemos a todos os docentes por nos proporcionar o conhecimento racional 
necessário para realização desta monografia, além de, ao longo da extensão do curso, fornecer 
as ferramentas necessárias para nos portar de forma correta nas mais adversas situações 
cotidianas. 
Agradecemos a Universidade São Francisco pela boa infraestrutura disponibilizada 
para o curso. 
Agradecemos o apoio familiar pelo incentivo nas horas difíceis de desânimo e 
cansaço. 
Agradecemos a todos que direta ou indiretamente fizeram parte da nossa formação, о 
nosso muito obrigado. 
 
 
 
RESUMO 
 
 
 
 O armazenamento adequado dos tubérculos faz necessário para manter o 
equilíbrio da oferta de batata no mercado e para a obtenção de tubérculos-semente em 
adequado estádio fisiológico no momento do plantio. 
 O armazenamento refrigerado prolonga a dormência dos tubérculos, reduzindo 
o número de brotos e evitando a deterioração por agentes biológicos; as temperaturas de 4 e 
10ºC impedem a brotação dos tubérculos produzidos. A perda de massa fresca e a respiração 
dos tubérculos aumentam com o tempo e a temperatura de armazenamento. 
 A época de plantio altera o comportamento fisiológico dos tubérculos durante o 
armazenamento. O armazenamento à baixa temperatura, que se faz de 4 e 8 ºC, é eficaz para 
retardar o envelhecimento fisiológico. 
 O objetivo deste trabalho foi elaborar o projeto de uma câmara fria para o 
armazenamento de sementes de batata com o intuito de preservar em um maior grau suas 
propriedades organolépticas, retardando o efeito da temperatura de armazenagem sobre o 
envelhecimento fisiológico de tubérculos. 
 
 
Palavras-chave: tubérculos, tubérculos-semente, câmara fria, armazenamento 
organoléptico. 
 
 
ABSTRACT 
Proper storage of the tubers is very important to maintain the balance in the supply of 
potatoes in the market and to obtain seed tubers with adequate physiological age at the time of 
planting. 
Cold storage prolongs the dormancy of the tubers, reducing the number of shoots and 
preventing deterioration by biological agents; temperatures of 4 and 10 ° C prevent the 
sprouting of tubers produced. The fresh mass loss and respiration of the tubers increase with 
time and temperature of storage. 
The planting season alter the physiological behavior of the tubers during storage. The 
storage at low temperature, that makes from (4 to 8 ° C) is effective to slow the physiological 
aging. 
The objective of this study was to develop the design of a cold chamber for storage of 
seed potatoes in order to preserve to a greater degree the organoleptic properties, delaying the 
effect of storage temperature on the physiological aging tubers. 
 
Keywords: tubers, seed tubers, cold chamber, organoleptic properties. 
 
Lista de abreviaturas (alfabeto latino) para cálculo da capacidade térmica 
 
Apiso = Área do piso, m² 
Apit = Área total de painel isotérmico, m² 
Apo = Área da porta, m² 
BF = Fator de manutenção 
cbat = Calor específico da batata, kJ/kg.K 
ccx = Calor específico da caixa plástica vazada, (kcal/kg.°C; kJ/kg.°C) 
Cipiso = Condutância interna do piso, W/m².K 
Copiso = Condutância externa do piso, W/m².K 
cp = Calor específico do pallet, (kcal/kg.°C; kJ/kg.°C) 
Df = Fator de fluxo 
Dt = Parte decimal do valor de tempo de abertura da porta 
eiso = Espessura do material isolante, m 
Elamp = Valor de iluminância, lux 
episo = Espessura do piso, m 
Fm = Fator de densidade 
Fu = Fator de utilização 
Fd = Fator de depreciação 
g = Gravidade, m/s² 
hamb = Entalpia do ar ambiente, kJ/kg 
hicf = Entalpia do ar interno da câmara fria, kJ/kg 
kiso = Coeficiente de condutividade térmica do isolamento, W/ m.K 
kpiso = Coeficiente de condutividade térmica do piso, kcal/ m.°C 
lcf = Largura da câmara fria, m 
lcx = Largura da caixa, cm 
lp = Largura do pallet, cm 
magua = Massa molar da água, g/mol 
mas = Massa molar do ar seco, g/mol 
mb = Massa a granel de batata em um determinado volume de contenção, kg 
mcx = Massa da caixa plástica vazada, kg 
Md = Massa molar do ar seco, g/mol 
mp = Massa do pallet, kg 
mtotbat = Massa total a ser armazenada de batata, kg 
Mv = Massa molar do vapor de água, g/mol 
Ncmax = Quantidade máxima de caixas no comprimento do pallet 
Nemax = Quantidade de empilhamentos necessários 
Nlamp = Quantidade de lâmpadas utilizadas 
Nlmax = Quantidade máxima de caixas na largura do pallet 
Npmax = Quantidade máxima de caixas sobre o pallet 
Npp = Quantidade de pallets por pilha 
Nsmax = Quantidade máxima de caixas sobre a superfície do pallet 
Nvpo = Quantidade de abertura de porta 
Pamb = Pressão ambiente, kPa 
Pd = Pressão parcial do ar seco, kPa 
Pdicf = Pressão parcial do ar seco no interior da câmara fria, kPa 
Ptotlamp = Potência total instalada, kW 
Pv = Pressão do vapor de água, kPa 
Pvicf = Pressão do vapor de água no interior da câmara fria, kPa 
qapo = Carga de refrigeração sensível e latente para o fluxo plenamente estabelecida, 
kW 
qci = Carga térmica de condução e insolação, (kcal/dia; TR) 
qcx = Carga térmica da caixa plástica vazada, (kW; TR) 
qdeq = Carga térmica de dissipação do equipamento, TR 
qdaprox = Carga térmica aproximada, TR 
qfs = Carga térmica com fator de segurança, TR 
q̅𝑖𝑠𝑜= Fluxo máximo de calor no isolamento, (W/m²; kcal/m²) 
qlamp = Carga térmica da iluminação, (W; kW; TR) 
qmp = Calor metabólico da batata, kW 
�̇�𝑚𝑝= Taxa de calor, W/t 
qpiso = Carga térmica do piso, (kcal/dia; TR) 
qp = Carga térmica do pallet, (kW; TR) 
qpessoa = Carga térmica por pessoa, (W; TR) 
qprod = Carga térmica do produto, (kW; TR) 
qtotal = Carga térmica total, TR 
qtpo = Ganho médio de calor para 24h ou outro período, kW 
qvmot = Carga térmica dos motores dos ventiladores, TR 
R = Constante do gás ideal, J/K.mol 
Tamb = Temperatura ambiente considerada no projeto, (K; °C) 
Ticf = Temperatura interna da câmara fria, (K; °C) 
Tpoicf = Temperatura do ponto de orvalho no interior da câmara fria, °C 
t = Tempo, s 
Uiso = Coeficiente global do poliestireno expandido, kcal/m².°C 
Upiso = Coeficiente globaldo piso, kcal/m².°C 
Vcx = Volume útil da caixa plástica vazada, m³ 
wamb = Taxa umidade do ambiente, kg vapor/ kg ar seco 
wicf = Taxa umidade no interior da câmara fria, kg vapor/ kg ar seco 
Wlamp = Potência da lâmpada, W 
 
Lista de abreviaturas (alfabeto grego) 
 
αcf = Altura da câmara fria, m 
αcx = Altura da caixa plástica vazada, cm 
αicf = Altura interna da câmara fria, (cm; m) 
αp = Altura do pallet, cm 
αpmax = Altura máxima do empilhamento de caixas 
αpo = Altura da porta, m 
δTv = Variação entre uma temperatura desejada e sua temperatura do ponto de 
orvalho, °C 
∆T = Variação de temperatura, (°C; K) 
εpo = Efetividade do sistema de proteção da porta 
ζpc = Carga estática utilizada sobre o pallet, kg 
ζpmax = Carga estática máxima sobre o pallet, kg 
λcf = Comprimento da câmara fria, m 
λcx = Comprimento da caixa, cm 
λp = Comprimento do pallet, cm 
ξir = Indice do recinto 
ρamb = Densidade do ar ambiente, kg/m³ 
ρb = Densidade a granel da batata, kg/m³ 
ρicf = Densidade do ar interno da câmara fria, kg/m³ 
ρplamp = Densidade de potência da lâmpada, W/m² 
φlamp = Fluxo luminoso, lm 
Өd = Período de tempo, h 
Өo = Tempo de porta aberta, min 
Өp = Tempo de abertura/ fechamento de porta, s 
 
Lista de abreviaturas (alfabeto latino) para o condensador 
 
𝐴𝑖𝑛𝑡 – Área interna do tubo, m² 
𝐶1 – Constante para escoamento do ar sobre uma matriz tubular 
𝐶2 – Fator de correção para quantidade de tubos do condensador 
𝑐𝑝,𝑒𝑥𝑡 – Calor específico do ar a temperatura ambiente, J/kg.K 
𝑐𝑝,𝑠 – Calor específico do ar na superfície dos tubos, J/kg.K 
𝐷𝑒𝑥𝑡 – Diâmetro externo dos tubos 
𝑑𝑝
𝑑𝑧
 – Gradiente de pressão na tubulação do condensador, (W/m; kW/m) 
(
𝑑𝑝
𝑑𝑧
)𝑙𝑜 – Gradiente de pressão do refrigerante no estado líquido, W/m 
(
𝑑𝑝
𝑑𝑧
)𝑣𝑜 – Gradiente de pressão do refrigerante no estado de vapor, W/m 
𝑓𝑙 – Fator de atrito do fluido refrigerante no estado liquido 
𝑓𝑣 - Fator de atrito do fluido refrigerante no estado gasoso 
𝐺𝑡𝑜𝑡 – Valor do fluxo mássico por uma determinada área, kg/m².s 
ℎ2 – Entalpia na saída do compressor, kJ/kg 
ℎ3 – Entalpia na saída do condensador, kJ/kg 
ℎ𝑒 – Coeficiente de condutividade térmica externo, W/m².K 
ℎ𝑖 – Coeficiente de condutividade térmica interna, W/m².K 
𝑘𝑒𝑥𝑡 – Condutividade térmica do ambiente externo, W/m.K 
𝑘𝑖 – Condutividade térmica do refrigerante no interior dos tubos, W/m.K 
𝑘𝑠 – Condutividade térmica do ar na superfície dos tubos, W/m.K 
𝐿𝑡𝑜𝑡 – Comprimento total da tubulação do condensador, m 
�̇� – Fluxo mássico, kg/s 
𝑚 - Constante para escoamento do ar sobre uma matriz tubular 
𝑁𝑢𝐷 – Nusselt para convecção forçada externa 
𝑃1 – Pressão do refrigerante na entrada do compressor, kPa 
𝑃2 – Pressão do refrigerante na saída do compressor, kPa 
𝑃𝑟𝑒𝑥𝑡 – Prandtl para as condições do ambiente externo 
𝑃𝑟𝑠 – Prandtl para as condições de escoamento externo aos tubos 
�̇�𝑠 – Calor rejeitado no condensador, kW 
𝑅𝑒𝐷,𝑚𝑎𝑥 – Número de Reynolds máximo 
𝑅𝑒𝑙 –Reynolds para a fase liquida do refrigerante 
𝑅𝑒𝑣 - Reynolds para a fase gasosa do refrigerante 
𝑆𝑇 𝑒 𝑆𝐿 – Distância entre centros dos tubos, m 
𝑇1 – Temperatura do fluido na entrada do compressor, K 
𝑇2 – Temperatura do fluido na saída do compressor, K 
𝑈 – Coeficiente global de transferência de calor, W/m².K 
𝑉 - Velocidade do ar após o ventilador, m/s 
𝑉1 – Volume específico do refrigerante na entrada do compressor, m³/kg 
𝑉2 – Volume específico do refrigerante na saída do compressor, m³/kg 
𝑉𝑚𝑎𝑥 – Velocidade máxima do ar sobre os tubos, m/s 
𝑥 – Título 
 
Lista de abreviaturas (alfabeto grego) 
 
𝜀𝑣 – Fração de vazios 
Λ – Relação dos gradientes de pressão dos estados liquído e gasoso do fluido 
refrigerante 
𝜇𝑒𝑥𝑡 – Viscosidade do ar ambiente, Pa.s 
𝜇𝑙 – Viscosidade do refrigerante no estado liquido 
𝜇𝑠 – Viscosidade do ar na superfície dos tubos, Pa.s 
𝜌𝑒𝑥𝑡 – Densidade do ar ambiente, kg/m³ 
𝜌𝑙 – Densidade do refrigerante no estado líquido, kg/m³ 
𝜌𝑣 - Densidade do refrigerante no estado gasoso, kg/m³ 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
1. Introdução ......................................................................................................... 18 
2 Revisão bibliográfica .......................................................................................... 20 
2.1 Escolha do produto a ser armazenado .......................................................... 20 
2.1.1 Importância da batata ................................................................................ 20 
2.2 Fisiologia da batata ....................................................................................... 23 
2.2.1 Batata-semente .......................................................................................... 23 
2.2.2 Problemas de má conservação .................................................................. 26 
2.2.3 Histórico da conservação de alimentos ..................................................... 28 
2.2.4 História da Batata: importância internacional .......................................... 29 
2.3 Introdução da cultura de batata no Brasil ..................................................... 30 
2.4 Processo de conservação de alimentos: refrigeração .................................... 32 
3 Materiais e Métodos ........................................................................................... 34 
3.1 Ciclo de Carnot ............................................................................................ 34 
3.2 Dados do ambiente: Cidade de Ipuiuna – MG ............................................. 38 
3.3 Fluídos Refrigerantes .................................................................................... 65 
3.4 Compressores ............................................................................................... 79 
3.4.1 Detalhes construtivos ................................................................................ 79 
3.4.2 Compressores scroll hermético ................................................................. 80 
3.4.3 Volume deslocado no compressor ............................................................ 81 
3.4.4 Potência do compressor ............................................................................ 82 
3.4.5 Coeficiente de performance (COP) ........................................................... 82 
3.4.6 Vazão mássica para o compressor selecionado para a região de projeto. . 83 
3.4.7 Volume deslocado na sucção do compressor selecionado (𝑽𝒅𝒔) ............ 83 
3.4.8 Trabalho no compressor selecionado (𝑾𝒄𝒔) ........................................... 83 
3.4.9 Coeficiente de desempenho do compressor selecionado (COP) .............. 84 
3.5 Condensadores .............................................................................................. 86 
3.5.1 Cálculo coeficiente convectivo externo .................................................... 86 
3.5.2 Transferência por convecção forçada ....................................................... 87 
3.5.3 Cálculos envolvendo parâmetros internos em tubulações de refrigeradores
 90 
3.5.4 Cálculo do gradiente interno de pressão no interior de dutos ................... 91 
3.5.5 Cálculo do coeficiente convectivo interno bifásico .................................. 96 
3.5.6 Cálculo do coeficiente global.................................................................... 97 
3.6 Válvula de expansão termostática ................................................................ 98 
3.7 Evaporador.................................................................................................. 101 
4 Conclusão ......................................................................................................... 103 
5 Referências Bibliográficas ................................................................................104 
6 Anexos .............................................................................................................. 107 
 
 
 
Índice de figuras 
 
Figura 2.1 - Índice de valor biológico da batata e outros alimentos básicos ................ 20 
Figura 2.2 - Relação entre proteínas e calorias disponíveis na batata e em alimentos 
Básicos. ..................................................................................................................................... 21 
Figura 2.3 - Produção mundial (MT) (FAO,2012) ....................................................... 22 
Figura 2.4 - Produção de Batata / Coordenador: Francisco J. B. Reifschneider / 1ª 
edição / 1987. Centro Nacional de Pesquisa de Hortaliças / EMBRAPA. ............................... 24 
Figura 2.4 - Maiores produtores de batata no Brasil .................................................... 31 
Figura 3.1: Ciclo de Carnot .......................................................................................... 35 
Figura 3.2: Gráfico T-s ciclo ideal de compressão a vapor. ......................................... 37 
Figura 3.3: Cidade de Ipuiuna (Google, 2014) ............................................................. 38 
Figura 3.4: Cidade de Ipuiuna x Cidade de Caldas (retirado de Google maps) ........... 38 
Figura 3.5: Carta psicrométrica de Ipuiuna (Psicrom 1.0) ............................................ 40 
Figura 3.6: Dados psicrométricos de Ipuiuna (Psicrom 1.0) ........................................ 40 
Figura 3.7: Dados de Entrada para Entalpia do Ar Úmido do Ambiente Externo 
(Retirado de EES) ..................................................................................................................... 41 
Figura 3.8: Entalpia do Ar Úmido do Ambiente Externo (Retirado de EES) .............. 41 
Figura 3.9: Dados de Entrada para Taxa de Umidade (Retirado de EES) .................... 42 
Figura 3.10: Taxa de Umidade (Retirado de EES) ....................................................... 42 
Figura 3.11: Dados de Entrada para Entalpia do Ar Úmido (Retirado de EES)........... 42 
Figura 3.12: Entalpia do Ar Úmido (Retirado de EES) ................................................ 42 
Figura 3.13: Dados de Entrada para Temperatura de Bulbo Úmido (Retirado de EES)
 .................................................................................................................................................. 43 
Figura 3.14: Temperatura de Bulbo Úmido (Retirado de EES) ................................... 43 
Figura 3.15: Dados de Entrada Temperatura de Orvalho (Retirado de EES) ............... 43 
Figura 3.16: Temperatura de Orvalho (Retirado de EES) ............................................ 43 
Figura 3.17: Caixa Plástica Vazada (retirado de Google Images) ................................ 45 
Figura 3.18: Pallet de madeira (retirado de Google Images) ........................................ 45 
Figura 3.19: Quantidade Máxima de Caixas Sobre a Superfície do Pallet (Autodesk 
Inventor V.2013) ...................................................................................................................... 47 
Figura 3.20: Quantidade Máxima de Caixas por Pilha (Autodesk Inventor) ............... 48 
Figura 3.21: Comportamento das massas de ar no interior da câmara (AutoCad) ....... 57 
Figura 3.22: Relação de conforto ambiental entre nível de Iluminância e Tonalidade de 
Cor da lâmpada (retirado do catálogo Osram, 2014) ................................................................ 60 
Figura 3.23: Gráfico T-s da modificação do ciclo de Carnot. ...................................... 66 
Figura 3.24: Gráfico P-h da modificação do ciclo de Carnot. ...................................... 67 
Figura 3.25: Efeito do calor específico molar .............................................................. 67 
Figura 3.26: Gráfico T-s representando o efeito refrigerante ....................................... 68 
Figura 3.27: Refrigerante R-134a (retirado de Refrigeração Marechal) ...................... 78 
Figura 3.28: Refrigerante R-22 (retirado de Refrigeração Marechal) .......................... 78 
Figura 3.29: Diagrama T-s do ciclo de refrigeração ..................................................... 79 
Figura 3.30: Compressor alternativo do tipo aberto (retirado de google images) ........ 80 
Figura 3.31: Compressor alternativo do tipo semi-hermético (retirado de google 
images) ..................................................................................................................................... 80 
Figura 3.32: Compressor scroll do tipo hermético (retirado de google images) .......... 80 
Figura 3.33: Fases de compressão ................................................................................ 81 
Figura 3.34: Condensador Elgin com espaço para dois ventiladores ........................... 86 
Figura 3.35: Arranjo alternado dos tubos em uma matriz tubular (AutoCad 2012) ..... 89 
Figura 3.36: Válvula de expansão termostática (retirado de catálogo Danfoss) .......... 98 
Figura 3.37: Diagrama T-s modificação do ciclo de Carnot ........................................ 98 
Figura 3.38: Evaporador Trineva ................................................................................ 101 
Figura 3.39: Instalação dos evaporadores ................................................................... 101 
 
Índice de tabelas 
 
Tabela 3.1: Condições climáticas de Ipuiuna ............................................................... 39 
Tabela 3.2: Condições do ambiente externo e interno .................................................. 44 
Tabela 3.3: Fator de utilização de luminária - teto/parede/piso (Osram) ..................... 61 
Tabela 3.4: Carga térmica total ..................................................................................... 64 
Tabela 3.5: Fluídos refrigerantes puros (Retirado de Ashrae, 2009) ............................ 69 
Tabela 3.6: Fluídos refrigerantes azeotrópicos (Retirado de Ashrae, 2009) ................ 69 
Tabela 3.7: Expansão linear % devido a presença de refrigerante líquido (Retirado de 
Ashrae, 2009) ........................................................................................................................... 70 
Tabela 3.8 – Propriedades ambientais dos refrigerantes puros (Retirado de Ashrae, 
2009) ......................................................................................................................................... 72 
Tabela 3.9: Propriedades ambientais dos refrigerantes azeotrópicos (Retirado de 
Ashrae, 2009) ........................................................................................................................... 72 
Tabela 3.10: Características do refrigerante R-22 (Retirado de Ashrae, 2009) ............ 74 
Tabela 3.11: Características do refrigerante R-32 (Retirado de Ashrae, 2009) ............ 75 
Tabela 3.12: Características do refrigerante R-124 (Retirado de Ashrae, 2009) .......... 76 
Tabela 3.13: Características do refrigerante R-134a (Retirado de Ashrae, 2009) ........ 77 
Tabela 3.14: Performance dos fluídos refrigerantes ..................................................... 77 
Tabela 3.15: Propriedades do refrigerante R-134a ....................................................... 82 
Tabela 3.16: Constante para escoamento do ar sobre uma matriz tubular de 10 ou mais 
colunas (Retirado de Incropera,2008) ...................................................................................... 88 
Tabela 3.17: Fator de correção para quantidade de fileiras inferior a 10 ..................... 90 
 
Índice de Anexos 
 
Anexo I - Caixa Plástica Marfinite ............................................................................. 107 
Anexo II – Compressor Scroll Danfoss ...................................................................... 108 
Anexo III - Condensador Elgin................................................................................... 110 
Anexo IV - Evaporador Trineva ................................................................................. 112 
Anexo V - Lâmpada Osram ........................................................................................ 113 
Anexo VI - Motor WEG ............................................................................................. 114 
Anexo VII - Painel isotérmico Isoeste ........................................................................ 115 
Anexo VIII - Pallet de madeira SBPallet ................................................................... 116 
Anexo IX - Válvula de expansão termostática Danfoss ............................................. 116 
 
1. Introdução 
Apesar de muitas culturas produzirem flores e frutos e nestes serem produzidas 
sementes botânicas, também chamadas de sementes verdadeiras, a cultura da batata é 
normalmente propagada vegetativamente, por meio dos tubérculos que são caules 
modificados para a acumulação de amido e nutrientes, originando plantas idênticas 
geneticamente. Com isso, há uma maior uniformidade da lavoura e a manutenção do vigor 
híbrido obtido nos cruzamentos. A batata-semente é um fator fundamental para garantir 
qualidade e a produtividade em uma cultura de batata. 
O plantio de batata-semente de má qualidade pode comprometer uma safra, mesmo 
que todas as outras condições sejam altamente favoráveis ao cultivo. Portanto, recomenda-se 
a utilização de uma batata-semente com boa sanidade, bom estado fisiológico e brotação 
adequada. A boa sanidade da batata-semente é proporcionada pelas inspeções no campo, na 
colheita e no armazém, garantindo níveis toleráveis de doenças. 
Tubérculos com estas características são encontrados em batata-semente produzidas 
por produtores especializados. É necessário também que a batata-semente se apresente em um 
bom estado fisiológico e bem conservada, isto é, colhida na época adequada, túrgida e firme. 
 Deve-se evitar a utilização de tubérculos esgotados e murchos, indicativos de uma 
idade fisiológica muito avançada. O plantio desses tubérculos mal conservados resulta em 
plantas pouco vigorosas e ciclo vegetativo mais curto, comprometendo seriamente a 
produção. 
Armazenamento de batatas é diferente de quase qualquer outra cultura. Ao contrário 
de grãos ou cereais, batatas não podem ser armazenados de temporada para temporada devido 
à sua perecibilidade. No entanto, em comparação com o tomate, a batata pode ser armazenada 
por muito mais tempo. 
Em geral são necessários 120 dias a partir do plantio para uma batata para ser colhida. 
Quando as batatas são colhidas a sua oferta é geralmente elevada, que faz com que o preço 
seja baixo. Se os agricultores podem manter suas culturas longas o suficiente para esperar até 
que o suprimento de batatas diminua, eles são capazes de vender suas batatas por preços mais 
elevados e aumentam seus lucros. 
O armazenamento de batatas demanda espaço e experiência por parte dos seus 
produtores. Tecnologias para armazenamento à frio apresentam variações e, essencialmente, é 
constituído por fundamentos básicos aplicados à manutenção térmica de ambientes, nos quais 
as sementes de batatas são mantidas por volta de 4 °C até oito meses. 
Estes ambientes refrigerados, como consequência, danificam sua película, tornando-a 
mais dura, retardando sua deterioração. À curto prazo isso pode ajudar os agricultores a 
aumentar, em termos de tempo, a oferta da batata no mercado e, paralelamente, guardar suas 
sementes para serem plantadas em outras épocas e ou estágios climáticos. Em uma escala 
maior, permite que as comunidades de pequenos agricultores reúnam as suas colheitas para 
abastecer o mercado e indústrias de processamento alimentar. Com o objetivo de aumentar a 
qualidade da produção de batatas apresentaremos o projeto de uma câmara fria para a 
manutenção organoléptica da batata-semente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 Revisão bibliográfica 
2.1 Escolha do produto a ser armazenado 
2.1.1 Importância da batata 
Nas próximas duas décadas, estima-se que a população mundial vai crescer a uma 
média de mais de meio milhão de pessoas por ano. Mais de 95 % desse aumento ocorrerá nos 
países em desenvolvimento, onde as pressões sobre a terra, água e outros recursos naturais e 
atualmente é intensa (CIP, 2013). 
A batata é o terceiro alimento mais importante do mundo, seguido pelo arroz e trigo 
(CIP, 2013). Além de ser um dos alimentos mais nutritivos para o homem (figuras 2.1 e 2.2). 
Tem proteína de boa qualidade e índice de valor biológico alto. A relação entre proteínas e 
calorias disponíveis indica que ela poderá ser uma das melhores alternativas alimentares para 
os povos dos países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento. 
É a que proporciona mais carboidratos na dieta de centenas de milhões de pessoas nos 
países em desenvolvimento. Esta cultura é central para as dietas dos povos dos países da 
América do Sul, África, Ásia Central e Ásia como um todo (CIP, 2013). 
 
Figura 2.1 - Índice de valor biológico da batata e outros alimentos básicos 
Fonte: EMBRAPA/SPSB, 1982 
 
Figura 2.2 - Relação entre proteínas e calorias disponíveis na batata e em alimentos Básicos. 
 
Segundo dados da FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations), a 
produção mundial de batatas se posiciona em uma das doze maiores produções mundiais com 
365 milhões de toneladas em 2012 (Fig 2.3), constituindo-se numa das principais fontes de 
alimento para a humanidade (FAOSTAT, 2012). 
 
 
Figura 2.3 - Produção mundial (MT) (FAO,2012) 
 
É um alimento rico em carboidratos, com cerca de 23 g de carboidratos em um 
tubérculo de tamanho médio, possuindo alta versatilidade e popularidade em todo o mundo 
podendo ser preparada de diversas maneiras. Recentemente colhidas, ele contém cerca de 80 
% de água e 20 % de matéria seca. Cerca de 60 a 80 % da matéria seca é amido. Numa base 
de peso seco, o teor de proteína de batata é semelhante ao de cereais e é muito elevada, em 
comparação com outras raízes e tubérculos. 
Na forma cozida, uma única batata de tamanho médio contém cerca de metade da 
exigência adulta diária de vitamina C, bem com quantidades significativas de vitaminas B1, 
B3 e B6, além de minerais como potássio, magnésio e fósforo, contendo ainda ácido fólico, 
ácido pantoténico e riboflavina. (FAO, 2014.) 
As vitaminas são substâncias orgânicas, não energéticas, que devem ser fornecidas ao 
corpo humano em quantidades pequenas. Muitas delas atuam como coenzimas de certas 
reações e outras servem de funções fisiológicas específicas. Entre as solúveis em água temos a 
vitamina C (ácido ascórbico) e todas aquelas pertencentes ao complexo B (B1 ou tiamina, B2 
ou riboflavina, B6 ou piridoxina, ácido fólico, etc.) . (GAVA, 1998) 
Os minerais são necessários ao processo vital,devendo estar contidos nos alimentos em 
quantidades e proporções adequados. Alguns participam da formação do esqueleto (Ca, P, Fe, 
Mg, etc.); outros fazem parte da estrutura de compostos importantes para o organismo (Fe, 
Ca, P, Cu, I, etc.); outros são necessários para manter o equilíbrio osmótico das células (Na, 
K, P, etc.) e outros são necessários no transporte de substâncias através das células (Na), etc. 
Batatas também contêm antioxidantes, que podem desempenhar um papel na 
prevenção de doenças relacionadas com o envelhecimento. 
2.2 Fisiologia da batata 
2.2.1 Batata-semente 
Os tubérculos são caules adaptados que constituem os principais órgãos de 
armazenamento e reprodução da planta. Do ponto de vista biológico e econômico são os 
órgãos de maior interesse da planta da batata (figura 2.4). 
 
Figura 2.4 - Produção de Batata / Coordenador: Francisco J. B. Reifschneider / 1ª edição / 1987. Centro Nacional de Pesquisa 
de Hortaliças / EMBRAPA.O tubérculo da batata-semente depois de desligado da planta mãe, tem vida 
independente nunca estando complemente em repouso, apresentando características próprias 
conforme a sua idade fisiológica. Quando o tubérculo é plantado antes ou após a idade 
fisiológica mais apropriada haverá perda produtiva proporcional ao tempo. 
Na sua superfície encontram-se estruturas denominadas lenticelas e olhos; as lenticelas 
são pequenos poros respiratórios que fazem a comunicação da parte interna com a externa do 
tubérculo; os olhos correspondem a gemas dormentes que ao se desenvolverem darão origem 
a um novo sistema de hastes e estolões. 
Cada olho é formado por um grupo de 3 a 5 gemas, uma gema representa uma haste 
que sai do tubérculo semente. A disposição dos olhos é de forma espiralada, alternando desde 
a inserção dos estolões até a parte oposta onde o número de olhos é mais abundante. Porém a 
cultivar, o tamanho do tubérculo e as condições de crescimento são fatores diretamente 
relacionados com o número, a disposição e a profundidade dos olhos no tubérculo (Fortes & 
Pereira, 2003). 
Tubérculos de batata recém colhidos não emitem brotação, isto é apresentam os 
meristemas (gemas ou “olhos”) dormentes devido a fatores fisiológicos endógenos. A 
dormência (alguns denominam repouso) é definida como o estádio fisiológico no qual não há 
crescimento visível do broto, mesmo quando colocado em condições favoráveis para o 
crescimento. 
O tubérculo recém colhido passa por cinco estádios de brotação ou estágios 
fisiológicos (figura 2.5): 
1) dormência: estágio fisiológico induzido pela presença de ácido abscísico 
(ABA) no qual o tubérculo não brota, mesmo que as condições do ambiente sejam favoráveis 
para a brotação; 
2) dominância apical: A gema apical do extremo oposto ao ponto de inserção dos 
estolões é a primeira a se desenvolver dominando o crescimento de todas as outras, este 
fenômeno é denominado de dominância apical. A dominância das regiões apicais está 
relacionada com o balanço hormonal endógeno e também com a mobilização de nutrientes 
para estas partes (Montalde, 1984). 
O plantio de tubérculos neste estágio dará origem a menor número de caules por 
tubérculo, devido à baixa taxa de brotação dos tubérculos-semente. Nessa fase, o tubérculo é 
conhecido como fisiologicamente jovem; 
3) brotação múltipla: cessa o efeito da dominância apical e verifica-se a brotação 
da maioria das gemas dos tubérculos; 
A brotação é acompanhada por diversas alterações fisiológicas, incluindo redução do 
teor de açúcar, perda de água, aumento da respiração e conteúdo de glicoalcalóides (Burton 
1989). Em contraposição à quebra da dormência é possível inibir a brotação com inibidores da 
brotação de tubérculos que serão armazenados por período de médio a longo prazo antes de 
serem utilizados no plantio. 
A brotação é considerada apropriada quando os brotos apresentam-se com 
comprimento próximo de 1 cm. Deve-se evitar o plantio de tubérculos com um único broto ou 
com brotos pouco desenvolvidos, que dão origem a poucas hastes por cova, que além de 
insuficientes para garantir a produtividade, pode provocar falhas se hastes forem quebradas ou 
atacadas por doenças ou pragas. Por outro lado, o plantio de tubérculos com brotos pouco 
desenvolvidos pode retardar a emergência, causando um crescimento desuniforme das 
plantas, dificultando os tratos culturais. Em adição, o atraso da emergência expõe os brotos 
por mais tempo ao ataque de doenças e pragas de solo. 
4) intensa ramificação dos brotos: os tubérculos perdem a capacidade de emitir 
novos brotos vigorosos e os brotos existentes ramificam-se; 
5) tuberização: fase avançada de brotação do tubérculo onde há formação de 
pequeno tubérculo na base do broto. Nessa fase, o tubérculo é conhecido como 
fisiologicamente velho (Fontes, 2005). 
A idade fisiológica da batata-semente é responsável pelo número e vigor dos brotos 
emitido, a batata-semente deve apresentar as condições necessárias de rápida emergência para 
atingir a densidade populacional desejada. Normalmente a idade ideal para o plantio situa-se 
entre 4 a 6 meses depois do desligamento da planta-mãe; a qual determina o potencial de 
brotação no plantio que dará origem ao número de hastes por tubérculo (Caldiz, 1994). 
 
Figura 2.5 - Ciclo vegetativo da cultura da batata (solanum tuberosum L.). 
Fonte Tofoli, 2014. 
2.2.2 Problemas de má conservação 
A conservação da batata-semente depende da maneira como ela é tratada desde a 
colheita até a época de plantio. O armazenamento por um período prolongado, normalmente 
por até 8 meses, é feito em câmaras frias a temperaturas que oscilam entre 2 e 400 e umidades 
relativas acima de 85%. Nestas câmaras, as caixas de batata-semente são empilhadas de 
maneira a se ter um espaço entre elas para facilitar o arejamento dos tubérculos. 
O armazenamento por um período mais curto, em torno de três meses, pode ser feito 
em galpões sombreados bem ventilados, sendo as caixas empilhadas à semelhança da câmara 
fria. Deve-se evitar o armazenamento em locais sujeitos a intempéries, como chuvas e geadas, 
que prejudicam os tubérculos para seu uso como semente. 
Com a finalidade de se controlar o fluxo de mercado e aumentar o período de 
conservação dos tubérculos é necessário armazená-los em baixas temperaturas. Esse tipo de 
armazenamento aumenta a vida útil dos tubérculos consequentemente traz qualidade ao 
produto final (tabela 2.1). 
 
Tabela 2.1 - Temperatura e o tempo de conservação da batata, em câmaras frigoríficas, conforme a utilização. 
 
O período de armazenamento pode variar conforme a cultivar, a idade fisilógica do tubérculo e o grau de ataque de patógenos 
e pragas, bem como as condições climáticas em que ocorreu a tuberização. Fonte: Hirano, (2003b). 
 
O período de dormência é seriamente afetado com a alteração de temperaturas, em 
temperaturas mais baixas próxima a 4 ºC, ocorre inibição do processo de brotação e por outro 
lado, temperatura acima de 21 •C acelera o processo de aparecimento de brotos (Embrapa – 
Brasilia (DF.), 2003). 
Segundo Braun (2007), o período de dormência dos tubérculos depende da cultivar, 
temperatura de armazenamento dos tubérculos, da época da safra, estágio de maturidade dos 
tubérculos no momento da colheita e infecção por micro-organismo. 
A temperatura é o fator ambiental que mais influencia na regulação da dormência e 
brotação dos tubérculos de batata. Em função deste estado de dormência, pode-se conservar as 
batatas-semente por um período maior de tempo em condições favoráveis de temperatura e 
umidade. 
Após a quebra da dormência, ocorre aumento acentuado da respiração para suprir as 
necessidades energéticas, o que resulta na degradação de reservas, translocação de 
carboidratos, perda de água por transpiração e, consequentemente, perda de massa fresca dos 
tubérculos. 
É importante observar constantemente a batata-semente quanto ao ataque de pulgões a 
partir do momento em que se inicia a brotação. Os pulgões podem ser introduzidos para 
dentro nas câmaras frias ou galpões associados com as batatas-sementes ou levados de plantas 
hospedeiras existentes ao redor das câmaras ou galpões. 
Os pulgões podem transmitir vírus ao lote de batata-semente armazenado. Uma outra 
praga que pode comprometer a qualidade da batata-semente durante o armazenamento é a 
traça-da-batata, cujas larvas penetram nos tubérculos na região das gemas, comprometendo a 
brotação quando os danos são muito severos. Ao notar a presença de pulgões ou traças, o 
produtor deve fazer o controle imediato sob o risco de ter todo o lote de batata-semente 
danificado e impróprio para o plantio. 
Podridões de tubérculos, provocadas por fungos e bactérias, devem ser constantemente 
monitoradas no armazém. Tubérculos total ou parcialmente podres devem ser eliminados para 
evitar transmissão das doenças. 
2.2.3 Histórico da conservação de alimentosAlimentação é um processo essencial pelo qual os organismos obtêm e 
assimilam alimentos ou nutrientes para as suas funções vitais, incluindo 
o crescimento, movimento, reprodução e manutenção da temperatura do corpo. 
No período Paleolítico, que refere-se ao período da pré-história que aconteceu cerca de 
2,5 milhões A.C., quando os antepassados do homem começaram a produzir os primeiros 
artefatos feitos em madeira, osso ou pedra lascada, o homem caçava e coletava alimentos para 
satisfazer sua fome imediata sendo que a caça era difícil e todo alimento era consumido na 
forma obtida, portanto, cru. O consumo de alimentos se dava de forma bem rudimentar, sendo 
os frutos, as raízes, os peixes e os insetos os alimentos mais consumidos (DIONYSIO,R. 
B.;MEIRELLES, F. V. P, 2014) 
A disponibilidade de alimentos estava intimamente relacionada com a maneira na qual 
ele vivia. Neste período os humanos eram essencialmente nômades caçador-coletores, tendo 
que se deslocar constantemente em busca de alimentos. 
Por volta de 10.000 A.C., houve a chamada Revolução Neolítica, em que as primeiras 
aldeias foram estabelecidas geralmente próximas a rios, de modo a usufruir da terra fértil 
(onde eram colocadas sementes para plantio) e água para homens e animais. A agricultura 
passou a ser cultivada, assim como a prática de domesticação de animais como a cabra, o boi, 
o cão e o dromedário, tornando o homem não mais dependente apenas da coleta e caça. 
A disponibilidade de alimento permite também às populações um aumento do tempo 
de lazer e surge a necessidade de armazenar os alimentos e as sementes para cultivo. 
Com a descoberta do fogo, criou o processo de defumação, logo após aprendendo a 
utilidade do sal na conservação de carnes, condimentos para melhorar a palatabilidade, como 
também realizar fermentações de produtos de origem animal ou vegetal. Outra forma do 
homem primitivo conservar seus alimentos era a utilização do gelo para armazenamento da 
caça. 
O homem buscando a sua sobrevivência, assim compreendeu que deveria guardar as 
sobras de alimentos dos dias de fartura, para os tempos de escassez, evitando a deterioração 
dos alimentos durante um período mais ou menos longo. 
Essa necessidade de conservação, se deve muito ao fato das matérias-primas 
agroalimentares de origem animal ou vegetal serem suscetíveis a alterações, produzidas sejam 
eles por agentes físicos (luz e calor), químicos (oxigênio e água), ou biológicos 
(microrganismos e enzimas). Essas alterações se iniciam desde a colheita dos vegetais, abate 
dos animais (no caso dos pescados, quando são retirados de seu habitat). 
Os métodos de conservação dos alimentos têm o objetivo de aumentar a vida útil dos 
alimentos através de técnicas que evitam alterações provocadas pelas enzimas próprias dos 
produtos naturais ou por microrganismos, enzimáticas, químicas e físicas, entretanto, 
mantendo seus nutrientes e suas características organolépticas (aroma, sabor, textura), tais 
como o emprego do frio, a redução do teor de água, diretamente, como na secagem, ou 
indiretamente, como no emprego do sal e do açúcar. 
Os microrganismos para se desenvolverem, necessitam de um ambiente nutritivo, com 
taxa de umidade, oxigênio, temperatura e outras condições favoráveis, segundo a espécie 
microbiana. Assim, os processos de conservação são baseados na eliminação total ou parcial 
desses microrganismos, ou então na supressão de um ou mais fatores essenciais, de modo que 
o meio se torne não propício a qualquer manifestação vital. Dentre as alterações mais 
importantes são as de origem microbianas, pois além de alterar os alimentos podem provocar 
doenças e levar o indivíduo à morte. 
Com a evolução da sociedade, os fenômenos da globalização e da industrialização 
atuaram como fatores determinantes na modificação dos hábitos alimentares, impondo 
transformações no estilo de vida de, praticamente, toda a população mundial. Como 
consequência, a necessidade por meios de conservação dos produtos alimentícios ocasionou a 
elaboração de projetos de refrigeração, com o intuito de atender o aumento da demanda, a 
sazonalidade dos produtos, assim como a sua duração, visto a existência de produtos 
perecíveis. 
2.2.4 História da Batata: importância internacional 
Originária da região andina, a história da batata (Solanum tuberosum L.) remonta 
aproximadamente há 8 mil anos na região do lago Titicaca, que fica a 3.800m acima do nível 
do mar, na Cordilheira dos Andes na América do Sul, na fronteira entre a Bolívia e o Peru 
(FAO, 2014). 
A batata foi fundamental para a segurança alimentar do império Inca: na vasta rede de 
armazéns do Estado, especialmente um tipo de batata liofilizada chamado chuño - foi um dos 
principais itens alimentares, utilizados para alimentar oficiais, soldados e operários, assim 
como um estoque de emergência após a perda de colheitas (FAO, 2014) 
A invasão espanhola, em 1532, decretou o fim dos Incas, no qual a batata foi levada à 
Europa. Em 1565 foi plantada nas Ilhas Canárias e em 1573 já era cultivada na Península 
Ibérica. (MINARÉ, R.,2008) 
Nos séculos XVII e XVIII a batata lentamente se espalhou para as mesas do norte da 
Europa e pelo mundo todo, do Cáucaso à Península da Coréia, dos Altiplanos Peruanos à 
Região dos Grandes Lagos, do Delta do Nilo à Ilha de Java. 
No curso de sua história, a batata se adaptou, e foi adotada, como uma cultura de 
subsistência em todos os continentes de terras altas. Na Europa, era originalmente um 
alimento utilizado contra a fome, mas depois tornou-se uma das bases da alimentação. Na 
África e na Ásia, tem sido um vegetal ou co-cultura básica. A batata foi classificada como 
combustível da Revolução Industrial no século XVIII na Europa, mas culpada por meados do 
século XVIV pela fome irlandesa. Ao longo de três séculos, ele também se tornou um 
elemento central e distinto da cozinha europeia regional e depois nacional . Embora a 
"requeima" continuou a atormentar os que dependem de batatas para sustento (CIP 1994), a 
popularidade batata tem crescido, no entanto, desde o fim da II Guerra Mundial, 
particularmente em suas formas industrialmente padronizadas de produção como batata 
fritas, chips e outros alimentos congelados e processados de "conveniência". Aceitação de 
batatas fritas padrão (com hambúrgueres) e chips embalados simboliza a "globalização da 
dieta", como McDonald, Pepsico, e outras empresas de alimentos transnacionais que 
movimentam as batatas ao redor do mundo devido a criação bem sucedida e à 
comercialização do gosto universal para esses produtos. (KIPLE,K. F.;ORNELAS,K.C., 
2000) 
2.3 Introdução da cultura de batata no Brasil 
No Brasil, a cultura da batata foi introduzida por imigrantes europeus no final do 
século XIX, no sul do país, onde as condições de clima eram mais favoráveis à sua produção, 
servindo de alimentação básica para os colonos até final daquele século (EMATER/RS, 
2008). 
O estado de Minas Gerais se destaca na cultura devido à geração de emprego e renda, 
colocando Minas Gerais como o maior produtor de batatas do Brasil (Fig. 2.2.2). 
 
Figura 2.5 - Maiores produtores de batata no Brasil 
 
A cultura da batata foi introduzida no estado na primeira metade do século XX, 
marcadas pela chegada de descendentes de italianos e espanhóis, em busca de clima 
adequado, altitude das montanhas e terras férteis, favoráveis ao cultivo da batata. Cultura esta 
que começava a se desenvolver em Ipuiúna MG, sendo responsável em grande parte pelo seu 
desenvolvimento econômico e urbano como um dos principais produtos agrícolas produzidos 
pelo município até os dias de hoje. (PEREIRA, A.S. 2011) 
A industrialização da batata cresceu a partir da década de 90, primeiramente para a 
fabricação de batata frita na forma de rodelas („chips‟), posteriormente na forma de batata 
palha. Em 2006 foi estabelecida a industrialização em escala da batata na forma depalitos 
pré-fritos congelados no país, visando diminuir a importação, que em 2010 foi de cerca de 
200 mil toneladas. Atualmente a batata industrializada atinge 30% do produto consumido 
(PEREIRA, A.S. 2011 apud. Shimoyama, 2011). 
 No que se refere ao manejo da cultura, desde sua introdução até os anos de 1950, o 
plantio, capinas, amontoa e colheita eram realizadas manualmente com enxada 
(EMATER/RS, 2008). Na década de 50, surgiram novas tecnologias de manejo, como 
fertilizantes químicos, mecanização baseada na tração animal, resultando em aumento de 
áreas e de produtividade. No Sul as pulverizações e polvilhações não eram práticas comuns, 
ao passo que em São Paulo os produtores japoneses faziam um bom trabalho de pulverização 
e polvilhamento. Na década de 60, ampliou-se o uso de fungicidas para o controle das 
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
MG Minas Gerais
PR Paraná
SP São Paulo
RS Rio Grande do
Sul
BA Bahia
GO Goiás
SC Santa Catarina
DF Distrito Federal
doenças. Na década de 70 e 80, foi crescente a mecanização tratorizada, com plantadeira, 
adubadeira, pulverizador e colheitadeira. (PEREIRA, A.S. 2011) 
Até a década de 90, a cultura se constituía numa atividade principalmente de pequenos 
produtores, numa exploração típica da agricultura de base familiar (PEREIRA, A.S. 2011 
apud. Pereira, 2008). Com a globalização dos mercados, a cultura transformou-se na hortaliça 
de maior importância dentro do agronegócio brasileiro, reduzindo drasticamente o número de 
produtores, com efeito do aumento dos custos de produção, frequentes oscilações de cotação 
do produto e, mais do que tudo, pela perda de competitividade na comercialização. (PEREIRA, 
A.S. 2011) 
A partir da metade da década de 90, houve também uma mudança na geografia da 
produção, com surgimento de novas áreas na região tropical de altitude - Cristalina (GO), 
Triângulo Mineiro/ Alto Parnaíba (MG) e Chapada Diamantina (BA) – em detrimento de 
áreas produtoras na região subtropical. Esta mudança de geografia também ocorreu na região 
subtropical, com destaque para a região dos Campos de Cima da Serra, no Rio Grande do Sul, 
e para o município de Água Doce, em Santa Catarina, onde os cultivos são realizados no 
verão. As novas áreas foram promovidas pelos avanços tecnológicos e utilização de novas 
cultivares, assim como por mudança fundiária e de gerenciamento das propriedades 
(PEREIRA, A.S. 2011 apud. Deleo & Boteon, 2005). 
Outro fator decisivo para o desenvolvimento do município foi a construção da rodovia 
Juscelino Kubitschek, em 1954, todo o trecho mineiro estava pavimentado, completando a 
ligação entre Poços de Caldas e a via Dutra. Com isto, tornou-se mais fácil o escoamento da 
produção de batata para os grandes centros, como o Rio de Janeiro, São Paulo e Belo 
Horizonte. 
2.4 Processo de conservação de alimentos: refrigeração 
Existem diversos métodos de conservação de alimentos dentre os quais atualmente, 
destacam-se a refrigeração e o congelamento como métodos que utilizam as baixas 
temperaturas para retardar ou inibir as reações químicas de deterioração natural e as 
atividades enzimáticas. 
A aplicação da refrigeração na indústria alimentícia, iniciada no século XX, foi 
justamente uma das grandes inovações da Tecnologia de Alimentos (FILHO, 2010). Cada 
microrganismo presente possui uma temperatura ótima de crescimento e uma temperatura 
mínima, abaixo da qual não pode multiplicar-se (FILHO, 2010). 
A indicação de cada um dos diferentes processos de conservação por refrigeração é 
feita de acordo com o tipo, constituição, composição química e o tempo requerido para a 
conservação do alimento, sem que haja sensíveis perdas de seu valor nutritivo, de suas 
características organolépticas e diminuição do peso por desidratação. 
Conforme a temperatura desejada, pode-se lançar mão de dois processos de 
conservação utilizando técnicas de refrigeração, que geralmente é empregada a curto prazo e 
técnicas de congelamento, a longo prazo. 
Na refrigeração a temperatura utilizada varia em média de -1 a 8 ºC, conservando as 
características do produto fresco ou in natura, sendo diferenciada a forma do seu tratamento, 
em razão das propriedades organolépticas de cada tipo de alimento. Leva-se em conta alguns 
fatores no seu armazenamento tais como a temperatura, a umidade relativa, a circulação de ar, 
luminosidade e composição da atmosfera no interior da câmara de armazenamento 
(STOECKER e JABARDO, 2002.) 
O congelamento acontece quando a temperatura do alimento é reduzida abaixo do seu 
ponto de congelamento e a proporção de água em seu interior sofre uma mudança no seu 
estado se transformando em cristais de gelo, imobilizando parte da água. Usa-se em média, 
temperaturas de -10ºC a -40ºC. 
 
 
3 Materiais e Métodos 
3.1 Ciclo de Carnot 
O nome dado a este ciclo é uma homenagem ao engenheiro francês Nicolas Leonard 
Sadi Carnot (1796-1832) que estabeleceu a estrutura principal da segunda lei da 
termodinâmica. 
O ciclo de Carnot é um sistema idealizado no qual todos os processos operantes entre 
dois reservatórios térmicos são reversíveis, sendo este o ciclo com maior rendimento. 
É denominado processo reversível aquele que após ter ocorrido dentro do sistema, 
pode retornar ao estado original, com a inversão do processo, sem que tenham mudanças no 
sistema quanto no meio. 
Um exemplo para o processo de refrigeração operando como um sistema reversível e 
adotando como fluido de trabalho uma substância pura como a água, tem-se as etapas 
descritas a seguir. 
 Turbina (processo adiabático - W12) – Aumento da temperatura do fluido de trabalho, 
desde a temperatura do reservatório de baixa até o reservatório de alta, havendo 
compressão de uma mistura de líquido e vapor decorrente da saída do evaporador. 
 Condensador (processo isotérmico – Q23) – A temperatura do fluido de trabalho no 
condensador é infinitesimalmente maior que a temperatura do reservatório a alta 
temperatura, sendo admitida a temperatura do reservatório e da água constantes, além 
de ter a mudança de fase de vapor para líquido a pressão constante por rejeição de 
calor. 
 Bomba (processo adiabático – W34) – Redução da temperatura do fluido de trabalho, 
desde a temperatura do reservatório de alta até a temperatura do reservatório de baixa, 
sem que haja troca de calor com o ambiente externo, ocorrendo o trabalho devido a 
energia interna do sistema. 
 Evaporador (processo isotérmico – Q41) - A temperatura do fluido de trabalho no 
evaporador é infinitesimalmente menor que a temperatura do reservatório a baixa 
temperatura, absorvendo assim o calor do sistema. 
Podem-se verificar as etapas descritas acima pela figura 3.1. 
 
Figura 3.1: Ciclo de Carnot 
 
O ciclo de Carnot independe do fluido de trabalho e depende somente da temperatura 
dos reservatórios térmicos, ficando assim expresso o rendimento por: 
𝜂𝑡 = 1 −
𝑄𝐿
𝑄𝐻
= 1 −
𝑇𝐿
𝑇𝐻
 
 
Máquina térmica ideal 
 
Para uma máquina térmica ideal, sendo esta reversível de acordo com ciclo de Carnot 
o coeficiente de eficácia é descrito como: 
𝛽 =
𝑄𝐿
𝑄𝐻 − 𝑄𝐿
= 
𝑇𝐿
𝑇𝐻 − 𝑇𝐿
 
 
Para o projeto desenvolvido neste trabalho será verificado qual a potência mínima 
necessária para remover do ambiente interno da câmara uma carga térmica de 28,1929 kW e 
manter a temperatura interna em 4 °C, com a temperatura externa média em 27,3 °C. Os 
valores utilizados nesta questão são decorrentes de capítulos posteriores. 
𝛽 =
𝑇𝐿
𝑇𝐻 − 𝑇𝐿
 
𝛽 =
273 + 4
27,3 − 4
 
𝛽 = 11,89 
 
A potência de acionamento do condicionador de ar é: 
 
�̇� =
�̇�𝐿
𝛽
 
�̇� =
28,1929
11,89
 
�̇� = 2,37 𝑘𝑊 
 
Irreversibilidades de um sistema 
 
A irreversibilidade é diretamente proporcional ao afastamento do equilíbrio 
termodinâmico, ocorrendo de forma mais rápida quanto maiora irreversibilidade. 
A entropia é uma grandeza termodinâmica que mede o grau de irreversibilidade de um 
sistema, é a parcela de energia interna de um sistema em seu equilíbrio termodinâmico que 
não é capaz de ser convertida em trabalho. De forma análoga, pode-se comparar entropia com 
o grau de liberdade de um sistema mecânico, que ao estar no estado fixo, possui entropia zero, 
porém quando totalmente liberado, possui a máxima entropia possível, maior “desordem” 
dentro do sistema. 
A irreversibilidade de um sistema é o fator que contribui para que as máquinas 
térmicas reais possam ser constantemente melhoradas a fim de se aproximarem cada vez mais 
da máquina idealizada. Algumas dessas irreversibilidades são: 
 Atrito 
 Expansão não resistida 
 Transferência de calor com diferença finita de temperatura 
 Mistura de duas substancias diferentes 
Podem-se verificar as perdas no sistema conforme descrito abaixo: 
 Turbina – escoamento do fluido pelas palhetas e canais, e uma pequena parcela para o 
ambiente externo. 
 Bomba – perdas relativamente menores que as da turbina, porém proveniente 
analogamente a da turbina, devido ao escoamento do fluido. 
 Tubulações – Perda de carga devido ao atrito, tanto pelas paredes da tubulação como o 
de “escorregamento” quando em escoamento bifásico. O calor transferido ao ambiente 
externo, mesmo em quantidade pequena também aumenta a irreversibilidade no 
sistema. 
 Condensador – resfriamento abaixo da temperatura de saturação do líquido, sendo 
necessária uma quantidade de calor maior para que o fluido volte a temperatura de 
saturação. 
 
Ciclo de compressão a vapor 
 
O ciclo de compressão a vapor é dado pelos processos abaixo. 
 Compressor (processo isoentrópico) – recebe o fluido de trabalho no estado gasoso na 
isobárica de baixa temperatura, comprimindo-o até a isobárica de alta temperatura. 
 Condensador (processo isobárico) – fluido de trabalho entra no condensador como 
vapor superaquecido e após rejeitar o calor para o meio, sai como liquido saturado. 
 Válvula de expansão (processo isoentalpico) – recebe o fluido de trabalho no estato 
líquido saturado e após a redução da pressão a jusante da válvula, a mistura de liquido 
e vapor. 
 Evaporador (processo isobárico) – fluido de trabalho entra como mistura de liquido e 
vapor e após receber calor, deixa o evaporador como vapor saturado. 
O ciclo de compressão a vapor se distância do ciclo ideal de Carnot devido o fluido de 
trabalho entrar no compressor somente no estado gasoso (figura 3.2). 
 
Figura 3.2: Gráfico T-s ciclo ideal de compressão a vapor. 
 
 
3.2 Dados do ambiente: Cidade de Ipuiuna – MG 
Carta psicrométrica 
 
A cidade de Ipuiuna está situada no sul de Minas Gerais, com coordenadas 
22°05’57,5”S e 46°11’28.0”W a aproximadamente 1200 metros acima do nível do mar (figura 
3.3). 
 
Figura 3.3: Cidade de Ipuiuna (Google, 2014) 
 
Para determinação da temperatura ambiente em Ipuiuna, assim como a umidade 
relativa, foi utilizado o banco de dados referente ao ano de 2013 da estação meteorológica do 
INMET (tabela 3.3), situada na cidade de Caldas distante de 34,9 km do local de instalação do 
projeto, conforme ilustrado na figura 3.4. 
 
 
Figura 3.4: Cidade de Ipuiuna x Cidade de Caldas (retirado de Google maps) 
 
Observa-se que a máxima temperatura média mensal, assim como a máxima umidade 
relativa mensal, pode ser utilizada como característica de projeto, dada a segurança no cálculo 
da carga térmica para atender os requisitos do ambiente. Assim, serão considerados os valores 
de 27,3 °C e 83% respectivamente (tabela 3.1). 
 
Tabela 3.1: Condições climáticas de Ipuiuna 
Mês 
 
Tmáx 
(°C) 
Tmin 
(°C) 
REL 
(%) 
Janeiro 25.9 17.1 82.0 
Fevereiro 27.3 17.1 79.1 
Março 25.9 17.0 82.5 
Abril 24.3 12.7 79.1 
Maio 23.6 10.0 77.8 
Junho 22.4 10.3 83.0 
Julho 22.9 6.9 75.5 
Agosto 24.4 6.6 67.3 
Setembro 25.5 10.4 69.7 
Outubro 25.0 13.9 74.8 
Novembro 25.4 15.4 77.7 
Dezembro 27.0 17.2 80.1 
 
Para a determinação da carta psicométrica de Ipuiuna, foi utilizado o software 
“Psicrom 1.0”, desenvolvido pelo Prof. Dr. Maurício Roriz, da Universidade Federal de São 
Carlos (UFSCar), o qual possui como entrada a altitude local, temperatura de bulbo seco e 
umidade relativa (figura 3.5). 
 
Figura 3.5: Carta psicrométrica de Ipuiuna (Psicrom 1.0) 
 
A figura 3.6 gerada pelo programa “Psicrom 1.0” nos fornece os dados referente à 
composição atmosférica para a região em estudo. 
 
 
Figura 3.6: Dados psicrométricos de Ipuiuna (Psicrom 1.0) 
 
Para determinar os valores de taxa de umidade, entalpia, temperatura de orvalho e 
bulbo úmido do ambiente interno, assim como a entalpia do ambiente externo, utilizou-se o 
programa EES Versão 6.883 – 3D. 
Foram utilizados os seguintes dados de entrada para cálculo da entalpia do ar úmido 
do ambiente externo (figura 3.7): 
 Temperatura de Bulbo Seco: 27,3 °C; 
 Taxa de Umidade: 0,0222 (kg vapor/kg ar seco); 
 Pressão: 87,716 kPa. 
 
 
Figura 3.7: Dados de Entrada para Entalpia do Ar Úmido do Ambiente Externo (Retirado de EES) 
 
O resultado encontrado é de 84,1 kJ/kg, de acordo com figura 3.8. 
 
 
Figura 3.8: Entalpia do Ar Úmido do Ambiente Externo (Retirado de EES) 
 
Condições internas da câmara fria 
 
Segundo Ashrae (2010), as condições de armazenagem da batata semente para 
períodos de 5 a 10 meses devem ser: 
 Temperatura entre 4 e 12 °C; 
 Umidade relativa entre 95 e 98%. 
Para este projeto, será considerado: 
 Temperatura de 4 °C; 
 Umidade relativa de 95%. 
 
Para calcular a taxa de umidade, empregaram-se os seguintes valores de entrada 
(figura 3.9): 
 Temperatura: 4 °C; 
 Umidade relativa: 0,95; 
 Pressão: 87,716 kPa. 
 
 
Figura 3.9: Dados de Entrada para Taxa de Umidade (Retirado de EES) 
 
A solução obtida foi de 0,005529 (kg vapor / kg ar seco), como ilustrado na figura 
3.10. 
 
 
Figura 3.10: Taxa de Umidade (Retirado de EES) 
 
Foram utilizadas as informações de entrada abaixo para determinar a entalpia do ar 
úmido (figura 3.11): 
 Temperatura: 4 °C; 
 Taxa de Umidade: 0,005529 (kg vapor/kg ar seco); 
 Pressão: 87,716 kPa. 
 
 
Figura 3.11: Dados de Entrada para Entalpia do Ar Úmido (Retirado de EES) 
 
O valor encontrado foi de 17,89 kJ/kg (figura 3.12). 
 
 
Figura 3.12: Entalpia do Ar Úmido (Retirado de EES) 
 
Para determinar a temperatura de bulbo úmido, os seguintes dados de entrada foram 
utilizados (figura 3.13): 
 Temperatura: 4 °C; 
 Umidade Relativa: 0,95; 
 Pressão: 87,716 kPa. 
 
 
Figura 3.13: Dados de Entrada para Temperatura de Bulbo Úmido (Retirado de EES) 
 
O resultado obtido foi 3,64 °C, segundo figura 3.14. 
 
 
Figura 3.14: Temperatura de Bulbo Úmido (Retirado de EES) 
 
Os valores das propriedades para determinação do ponto de orvalho são (figura 3.15): 
 Temperatura: 4 °C; 
 Taxa de Umidade: 0,005529 (kg vapor/kg ar seco); 
 Pressão: 87,716 kPa. 
 
 
Figura 3.15: Dados de Entrada Temperatura de Orvalho (Retirado de EES) 
 
Segue, de acordo com figura 3.16, a temperatura de orvalho calculada. 
 
 
Figura 3.16: Temperatura de Orvalho (Retirado de EES) 
 
 Condições de pré-projeto 
 
Abaixo estão listadas as informações necessárias ao desenvolvimento inicial do 
projeto. 
 Região da instalação: Ipuiuna – MG (Região Sudeste do Brasil, sul de Minas); 
 Produto estocado: Tubérculo de batata (batata semente); 
 Natureza: Refrigerado; 
 Quantidade a ser armazenada do produto: 320 toneladas; 
 Dimensões limites para a obra: 10 x 15 x 20 m (altura x largura x comprimento); 
 Montagem: interior de um galpão; 
 Condições do ambiente externo e interno (tabela 3.2). 
 
Tabela 3.2: Condições do ambiente externo e interno 
PROPRIEDADES 
AR 
EXTERNO 
AR 
INTERNO 
IPUIUNA 
CÂMARA 
FRIA 
TBS (°C) 27,3 4 
TBU (°C) 24,88 3,64 
UR (%) 83 95 
ENTALPIA (kJ/kg) 84,1 17,89 
TAXA DE UMIDADE(g vapor/kg ar seco) 22,2 5,529 
TPO (°C) 24,22 3,273 
 
 Dimensionamento da câmara a partir das condições de estocagem 
 
A estocagem dos tubérculos de batata é feita em caixas plásticas vazadas (figura 3.17) 
de aprox. 2,0 kg com dimensões externas de 31,0 x 35,5 x 55,0 cm (altura x largura x 
comprimento) e dimensões internas de 30,0 x 32,0 x 52,0 cm (Anexo I), adotando uma 
densidade média a granel do produto a ser armazenado de 599,5 kg/m³ conforme Rahman 
(2008), a capacidade de armazenamento será de 30 kg por caixa, valor demonstrado abaixo. 
mb = Vcx x ρb Eq [1.1] 
 
Em que: 
Vcx = 0,05 m³; 
ρb = 599,5
kg
m3
; 
 
Retomando a eq. [1.1], obtêm-se: 
mb = 0,05 x 599,5 
mb  30,0 kg 
 
Figura 3.17: Caixa Plástica Vazada (retirado de Google Images) 
 
O abastecimento do produto no interior da câmara fria será organizado através do 
empilhamento de caixas plásticas vazadas em cima de pallets de madeira (figura 3.18). 
As características do pallet são: (Anexo VIII) 
 Dimensão: 15 x 120 x 120 cm (altura x largura x comprimento); 
 Capacidade estática : 3.000 kg; 
 Massa estimada: 25,0 kg; 
 
 
Figura 3.18: Pallet de madeira (retirado de Google Images) 
 
O fator limitante para o empilhamento das caixas neste projeto é a capacidade estática 
do pallet, e será demonstrado abaixo. 
Para calcular a quantidade máxima de caixas sobre o pallet, utilizou-se a seguinte 
expressão: 
Npmax =
ζpmax
mb+mcx
 Eq. [1.2] 
 
Em que: 
ζpmax = 3000 kg; 
mcx = 2,0 kg; 
 
Retomando a eq. [1.2], obtêm-se: 
Npmax =
3.000 
30,0 + 2,0
= 93,75 ≅ 93 caixas (cheias de produto) 
 
Para determinar a quantidade máxima de caixas sobre a superfície do pallet (figura 
3.19), será calculada da seguinte forma: 
Quantidade máxima de caixas no comprimento do pallet: 
Ncmax =
𝜆𝑝
𝜆𝑐𝑥
 Eq. [1.3] 
 
Em que: 
λp = 120 cm; 
 λcx = 55 cm; 
 
Retomando a eq. [1.3], obtêm-se: 
Ncmax =
120
55,0
 2,18  2 caixas 
 
Quantidade máxima de caixas na largura do pallet: 
Nlmax = 
lp
lcx
 Eq. [1.4] 
 
Onde: 
lp = 120 cm; 
lcx = 35,5 cm; 
 
Retomando a eq. [1.4], obtêm-se: 
Nlmax =
120
35,5
  3,38  3 caixas 
 
Quantidade máxima de caixas na superfície do pallet: 
Nsmax = Ncmax + Nlmax 
Nsmax = 2 + 3 = 6 caixas 
 
Figura 3.19: Quantidade Máxima de Caixas Sobre a Superfície do Pallet (Autodesk Inventor V.2013) 
 
Para definir a altura máxima do empilhamento sobre o pallet (figura 3.4), empregou-se 
a seguinte forma: 
αpmax = 
Npmax
Nsmax
 
αpmax =
93 
6
= 15,5 caixas ≅ 15 caixas 
 
Considerando que a cada 05 caixas da altura máxima de empilhamento haverá um 
pallet (figura 3.20) para facilitar o manuseio com a empilhadeira, a quantidade de pallets é 
dada por: 
Npp =
αpmax 
5
 
Npp = 
15
5
= 3 pallets 
 
Figura 3.20: Quantidade Máxima de Caixas por Pilha (Autodesk Inventor) 
 
Verificando a carga estática no pallet mais solicitado, temos: 
ζpc = [Nsmax × αpmax × (mb + mcx)] + (2 × mp) Eq. [1.5] 
 
Em que: 
mp = 25 kg; 
 
Retomando a eq. [1.5], obtêm-se: 
ζpc = [6 x 15 x (30 + 2)] + (2 x 25) 
ζpc = (90 x 32) + 50 
ζpc = 2.880 + 50 = 2.930 kg 
 
Portanto, o valor de carga estática está dentro do limite estabelecido de 3.000 kg. 
 
Para estipular a altura interna da câmara, será levado em consideração um vão livre de 
0,8 m entre o teto e o topo do empilhamento de caixas, permitindo que haja uma circulação 
ideal do ar. 
αicf = (αcx × αmcx ) + (3 × αp) + 80 Eq. [1.6] 
 
Em que: 
αcx = 31 cm 
αp = 15 cm 
 
Retomando a eq. [1.6], obtêm-se: 
αicf = (31 × 15) + (3 × 15) + 80 
αicf = 590 cm = 5,9 m 
 
Para encontrar o valor da massa de batata semente em uma pilha, será utilizado o 
seguinte calculo: 
mbp = (Nsup × hmcx × mb) 
mbp = (6 x 15 x 30) 
mbp = 2.700 kg 
 
A partir deste último valor encontrado, podemos verificar a quantidade de pilhas 
necessárias para a estocagem total do produto. 
Nemax =
mtot
mbp
 Eq. [1.7] 
 
Em que: 
mtotbat = 320000 kg; 
 
Retomando a eq. [1.7], obtêm-se: 
Nemax = 
320.000
2.700
  118,52  119 pilhas de 90 caixas 
 
Colocando 15 pilhas enfileiradas na direção do comprimento da câmara, sendo 
espaçada em 0,1 m uma da outra, o comprimento interno será de 18,1 m. 
Dispondo 08 pilhas enfileiradas na direção da largura da câmara, também com 
espaçamento entre fileiras de 0,1 m,seguindo a medida padrão adotado no espaçamento das 
pilhas do sentido do comprimento, a largura interna será de 9,7 m. 
A câmara terá uma capacidade total de armazenamento de 322.700 toneladas. 
Os valores mínimos encontrados para o dimensionamento interno da câmara é de 5,9 x 
9,7 x 18,1 m (altura x largura x comprimento), para efeito de projeto, será utilizado medidas 
exatas para a parte externa, 6 x 10 x 19 m (altura x largura x comprimento). 
 Dimensionamento do isolamento 
 
Especificação da placa isotérmica 
 
O painel isotérmico selecionado tem o núcleo com material isolante em poliestireno 
expandido (EPS) conforme especificação da norma ABNT NBR 11752:2007 Tipo 3, o qual 
contempla as propriedades físico-químicas que garantem a segurança e durabilidade do 
produto. 
O revestimento interno e externo será de aço carbono pré-pintado, uma vez que: 
 
 Estará abrigado (galpão); 
 Não sofrerá respingos de produtos químicos; 
 Ambiente não agressivo ao material (afastado da orla marítima). 
 
A espessura da chapa utilizada é 0,5 mm, acabamento liso e encaixe tipo macho-
fêmea. 
Cálculo da espessura 
 
Para que seja possível calcular a espessura do isolamento, será necessário o valor do 
fluxo máximo de calor, que é dado por: 
q̅ = −k 
dT
dx
 
q̅𝑖𝑠𝑜 = −kiso 
∆T
e𝑖𝑠𝑜
 Eq. [2.1] 
 
Em que: 
kiso = 0,036 
W
m . K
; 
Tamb = 300,3 K; 
Ticf = 277 K; 
e𝑖𝑠𝑜 = 0,1 m; 
 
Retomando a eq. [2.1], obtêm-se: 
�̅�𝑖𝑠𝑜 = −0,036 .
(277−300,3)
0,10
 = 8,388 
𝑊
𝑚²
 = 7,212 kcal/m² 
 
Admitindo que não haja calor de insolação devido à existência do galpão que envolve 
a câmara, o coeficiente global é calculado da seguinte maneira: 
𝑈𝑖𝑠𝑜 = 
𝐾𝑖𝑠𝑜
∆𝑇
 
𝑈𝑖𝑠𝑜 = 
7,212
300,3 − 277
 0,31 
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚2. 𝐾
 ≅ 0,31
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚2.°𝐶
 
 
Com o valor do coeficiente global, têm-se condições para encontrar a espessura, que 
equivale a 100 mm (Anexo VII). 
O coeficiente global dado pelo fabricante do painel isotérmico para espessura de 100 
mm é de 0,33 
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚2.°𝐶
, suprindo o mínimo recomendado por norma, sendo assim adotado para o 
decorrer dos cálculos. 
 
Quantidade do painel isotérmico 
 
De acordo com a norma Ashrae (2010), câmaras frigorificas mantidas acima da 
temperatura de congelamento, não necessitam de tratamento especial no piso, sendo assim a 
área total de isolante necessário é de 538 m². 
 
Porta frigorífica 
 
Porta frigorífica deslizante com dimensões de 0,1 x 2,0 x 2,5 m (espessura x largura x 
altura), facilitando o trafego de empilhadeiras para o interior da câmara. 
 
 Cálculo da carga térmica 
 
Para se calcular a carga térmica referente à câmara deve-se levar em consideração os 
calores de condução e insolação, carga térmica de infiltração, carga térmica de produto, carga 
térmica de pessoas, de iluminação, metabolismo e de motores. Segue o memorial referente às 
cargas de interesse. 
 
Carga térmica de condução e insolação 
 
Para calcular esta carga utilizou-se a seguinte equação: 
qci = Upe. Apit (Tamb + ∆Ti − Ticf) 24 Eq. [3.1] 
 
Em que: 
Uiso = 0,33
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚2 .°𝐶
 (valor fornecido pelo fabricante e adotado para cálculo); 
Apit = 538 m²; 
∆Ti =0 (câmara esta no interior de um galpão); 
 
Retomando a eq. [3.1], obtêm-se: 
qci = 0,33. 538 (27,3 + 0 − 4) 24 
qci = 99280,368 
𝑘𝑐𝑎𝑙 
𝑑𝑖𝑎
 = 1,37 TR 
 
Lembrando que 1 Tonelada de Refrigeração (TR), é a quantidade de calor necessária 
para fundir uma tonelada de gelo em 24 horas. 
1 TR = 12.000 BTU/h = 3.024 kcal/h= 3.516,8 W. 
 
Carga térmica de infiltração e abertura de porta 
 
As expressões utilizadas nesta seção com relação a cálculo da carga térmica por 
infiltração foram retiradas da norma Ashrae (2010). 
qtpo = qapo . Dt . Df (1 – εpo) Eq.[3.2] 
 
Determinação dos valores solicitados na equação [3.2]: 
Para determinar a carga de refrigeração latente e sensível, utiliza-se: 
qapo = 0,221 . Apo(hicf . hamb) ρr (1 – ρicf/ρamb)
0,5 (g . αpo)
0,5 Fm Eq. [3.3] 
 
A parte decimal do valor de tempo de abertura da porta é dada por: 
Dt = 
(Nvpoθp+60θ0)
3600θd
 Eq. [3.4] 
 
Em que: 
Nvpo = 3 vezes; 
θp = 20 s; 
θ0 = 30 min; 
θd = 24 h; 
 
Retomando a eq. [3.4], obtêm-se: 
Dt = 
(3 . 20 + 60 . 30)
3600 . 24
 
Dt = 0,0215 
 
Segundo Ashrae (2010, apud HENDRIX, 1989), para diferenciais de temperatura 
acima de 11 °C, o fator de fluxo a ser utilizado é: 
𝐷𝑓 = 0,8 
Considerando as informações contidas na norma Ashrae (2010), com relação à 
efetividade do sistema de proteção da porta, por questão de durabilidade e segurança, 
estaremos adotando um caso crítico, que é: 
εpo = 0,85 
Para determinar solução da eq. [3.3], são necessários os valores das incógnitas: 
 Apo = 2 . 2,5 = 5 m²; 
 
 hicf = 17,89 
kJ
kg
 (retirado tabela 3.1); 
 
 hamb = 84,1 
kJ
kg
 (retirado tabela 3.1); 
 
 g = 9,81 
m
s²
; 
 
 αpo = 2,5m; 
 
 ρamb = 
(Pd . Md+ Pv . Mv)
R . Tamb
 Eq. [3.5] 
 
 ρicf = 
(Pdicf . Md+ Pvicf . Mv)
R . Ticf
 Eq. [3.6] 
 
 Fm = [
(2)
(1+ 
ρicf
ρ𝑎𝑚𝑏
 )
1
3
]
1/5
 Eq. [3.7] 
 
 
Para resolver a eq. [3.5], necessitou-se: 
 Md = 28,964 
g
mol
; 
 
 Mv = 18,01524 
 g
mol
; 
 
 R = 8,314 
J
K.mol
; 
 
 T𝑎𝑚𝑏 = 300,3 K; 
 
 w𝑎𝑚𝑏 = 
magua . Pv
mas . (P𝑎𝑚𝑏− Pv)
 Eq. [3.8] 
 
Em que: 
magua = 18,01524 
g
mol
; 
mas = 28,964 
g
mol
 ; 
Pamb = 87,716 kPa; 
wamb = 0,0222 
kgvapor
kgar seco
; 
 
Retomando a eq. [3.8], obteve: 
0,0222 = 
18,01524 . Pv
28,964 . (87,716 − Pv)
 
Pv = 3,02285 kPa 
 
 P d = Pamb − Pv 
Pd = 87,716 – 3,02285 
P𝑑 = 84,69315 kPa 
 
Retomando a eq. [3.5], obteve-se: 
𝜌𝑎𝑚𝑏 = 
(84,69315 . 28,964 + 3,02285 . 18,01524)
8,314 . 300,3
 
𝜌𝑎𝑚𝑏 ≅ 1,004332
𝑘𝑔
𝑚³
 
 
Para resolver a eq. [3.6], utilizou-se: 
 Md = 28,964 g/mol; 
 
 M𝑣 = 18,01524 g/mol; 
 
 R = 8,314 J/K. mol; 
 
 T icf = 277 K; 
 
 𝑤𝑖𝑐𝑓 = 
𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 . 𝑃𝑣
𝑚𝑎𝑠 . (𝑃𝑎𝑚𝑏− 𝑃𝑣)
 Eq. [3.9] 
 
Em que: 
magua = 18,01524 
g
mol
; 
mas = 28,964 
g
mol
 ; 
Pamb = 87,716 kPa; 
wicf = 0,0055 
kgvapor
kgar seco
; 
 
Retomando a eq. [3.9], obteve-se: 
0,0055 = 
18,01524 . Pvicf
28,964 . (87,716 − Pvicf)
 
Pvicf  0,76883 kPa 
 
 Pdicf = Pamb − Pvicf 
P dicf = 87,716 – 0,76883 
Pdicf = 86,94717 kPa 
 
Retomando a eq. [3.6], obteve-se: 
𝜌𝑖𝑐𝑓 = 
(86,94717 . 28,964 + 0,76883 . 18,01524)
8,314 . 277
 
𝜌𝑖𝑐𝑓 ≅ 1,099527
𝑘𝑔
𝑚³
 
 
Retomando a eq. [3.7], encontrou-se: 
𝐹𝑚 = [
(2)
(1+ 
1,099528
1,004332
 )
1
3
]
1/5
 
Fm  1,093444 
 
O resultado da eq.[3.3] é: 
qapo = 0,221 . 5 (84,1 
− 17,89) 1,099527 (1 – 1,004332/1,099527)0,5 (9,81 . 2,5)0,5 1,09344 
qapo = 128,172645 kW 
 
O valor encontrado para eq. [3.2] é: 
qtpo = 128,172645 . 0,0215 . 0,8 (1 – 0,85) 
qtpo  0,331 kW  0,0941 TR 
 
Carga térmica devida a temperatura de entrada dos produtos 
 
O método utilizado para o cálculo de carga térmica, tomando como base a estocagem 
do produto em sua totalidade (320 ton.), sem movimentação diária, considerou-se que para ter 
uma taxa de resfriamento adequada, a diferença de temperatura entre a base e o topo das 
pilhas não devesse exceder a variação entre uma temperatura desejada e sua temperatura do 
ponto de orvalho (Bishop, 2009). O caso mais crítico a ser considerado, independente da 
temperatura escolhida na faixa de resfriamento, é quando a umidade relativa esta em seu 
máximo valor. 
O intuito destas considerações é evitar que haja condensação dos vapores causados 
pela respiração das batatas mais expostas a refrigeração (topo da pilha). A ocorrência deste 
fenômeno deve-se ao fato de que a massa de ar frio possui a tendência de se deslocar para a 
região inferior da câmara, resfriando as bases dos empilhamentos e por consequência dado ao 
ciclo natural de convecção, o ar quente da respiração das batatas conduz-se para a parte 
superior da câmara (figura 3.21) devido as diferenças de densidade e ou massa específica. 
 
Figura 3.21: Comportamento das massas de ar no interior da câmara (AutoCad) 
 
Para encontrar a máxima variação de temperatura entre a base e o topo do 
empilhamento, será utilizado a temperatura de bulbo seco final do interior da câmara de 4 °C 
e sua temperatura do ponto de orvalho com umidade relativa máxima de 95%. 
δTv = Ticf − Tpoicf Eq. [3.10] 
 
Em que: 
Tpoicf = 3,273 ℃; 
 
Retomando a eq. [3.10], obteve-se: 
δTv = 4 − 3,273 
δTv = 0,727 °C 
 
Para que se mantenha uma margem de segurança, a variação considerada será de 
0,6°C. 
A equação abaixo foi utilizada para calcular a carga térmica de produto: 
qprod = 
mtot . 1000 . cbat . δTv
t
 Eq. [3.11] 
 
Em que: 
 
cbat = 3,8 kJ/kg.K - calor específico da batata, valor de acordo com Pringle et al. 
(2009); 
 
Retomando a eq. [3.11], obteve-se: 
qprod = 
320 . 1000 . 3,8 . 0,6
24 . 3600
 
qprod  8,444 kW = 2,401 TR 
 
Carga térmica de metabolismo 
 
O calor metabólico é determinado pela temperatura de armazenamento do ponto de 
ajuste (Pringle et al., 2009), para calcular tal carga utilizou-se a seguinte expressão: 
qmp =
mprod .q̇mp
1000
 Eq. [3.12] 
 
Segundo Pringle et al. (2009 apud BURTON, 1989), quando as batatas estão 
dormentes, o calor de respiração é pequeno, as vezes menor que 10 W/t. 
Será levado a titulo de cálculo o valor de 10 W/t. 
 
Retomando a eq. [3.12], obtêm-se: 
𝑞𝑚𝑝 =
320 . 10
1000
 
𝑞𝑚𝑝 = 3,2 𝑘𝑊 = 0,91 𝑇𝑅 
 
Carga térmica de condução do piso 
 
Para determinar a carga térmica de condução do piso, tem-se: 
Upiso =
1
1
𝐶𝑖𝑝𝑖𝑠𝑜
+
𝑒𝑝𝑖𝑠𝑜
𝑘𝑝𝑖𝑠𝑜
+
1
𝐶𝑜𝑝𝑖𝑠𝑜
 eq. [3.13] 
 
Onde: 
Cipiso = 1,6; valor conforme Ashrae (2010), ambiente com ar calmo 
𝐶𝑜𝑝𝑖𝑠𝑜 = 1,6; valor conforme Ashrae (2010), ambiente com ar calmo 
episo = 0,15 m; 
𝑘piso ≅ 1,2 
𝑊
𝑚.𝐾
; 
 
Retomando a eq. [3.13], resultou em: 
Upiso =
1
1
1,6 +
0,15
1,2 +
1
1,6
 
Upiso ≅ 0,73
W
m² .K
 
 
A carga térmica do piso foi calculada abaixo: 
qpiso = Upiso. Apiso (ΔT) Eq. [3.14] 
 
Em que: 
Apiso = 190 m²; 
 
Retomando a eq. [3.14], teve-se que: 
𝑞𝑝𝑖𝑠𝑜 = 0,73 . (10 . 19). (300,3 − 277) 
𝑞𝑝𝑖𝑠𝑜 ≅ 3232 W = 0,919 𝑇𝑅 
 
Carga térmica de ocupação 
 
Para o cálculo da carga térmica de ocupação considerou-se a seguinte expressão, 
conforme Ashrae (2010): 
qpessoa = 272 . 6. Ticf 
qpessoa = 272 . 6 . 4 
qpessoa = 248 W = 0,0705 TR 
 
Carga térmica de iluminação 
 
Conforme norma ABNT NBR 5413, para iluminação geral para áreas utilizadas 
interruptamente ou com tarefas visuais simples, o valor adotado da iluminância é de 150 lux. 
O fator de depreciação será considerado 1,25 (referenciar catalogo Osram), 
considerando uma boa manutenção (em caso de queima, troca imediata; limpeza das 
luminárias). 
Para o ambiente de armazenamento com Iluminância de 150 lux, recomenda-se que a 
tonalidade de cor da luz seja aproximadamente 2700, conforme figura 3.22 do fabricante de 
lâmpadas Osram. 
 
 
Figura 3.22: Relação de conforto ambiental entre nível de Iluminância e Tonalidade de Cor da lâmpada (retirado do catálogo 
Osram, 2014) 
 
De acordo com a norma Ashrae (2010), as lâmpadas tipo T8 com reator eletrônico, 
introduzem menos calor dentro do espaço refrigerado comparado com T12 com reator 
magnético que comumente é utilizado nestes tipos de instalações. 
Será utilizado lâmpadas fluorescentes