Cuarto_Frio_Limones

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Refrigeración y aire Acondicionado 
Calculo de un cuarto Frio 
 
 
 
 
 
 
 
Integrantes: 
Jorge Andrés Oviedo Berrocal 
Juan Andrés Tirado Espitia 
 
 
 
 
Docente: 
Ing. William Cesar Beltrán Galindo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ingeniería Mecánica 
Facultad de Ingenierías 
Universidad de Córdoba 
Montería - Córdoba 
2022-2 
Producto: Limones (Citrus × latifolia) 
El limón Tahití ya es la tercera fruta más exportada en Colombia, por debajo del banano y el 
aguacate Hass. De acuerdo con las cifras del Dane, con análisis de ProColombia, registran 
un crecimiento de 90% en ventas internacionales entre enero y abril de 2022, comparado al 
mismo periodo de 2021. 
El limón persa, también conocida como lima de Tahití, lima persa, limón mesina, limón sin 
semilla o lima Bearss (nombrada así en honor de John T. Bearss, quien desarrolló esta 
variedad sin semillas hacia 1895 en un vivero de Porterville, California, EE. UU.), es una 
fruta que en muchos mercados como el de Estados Unidos se vende simplemente con la 
denominación de lima. El fruto tiene unos 6 cm de diámetro, a menudo con extremos 
ligeramente puntiagudos, normalmente se vende con color verde, aunque cuando alcanza la 
madurez total es amarillo. 
 
Figura 1. Limón Tahití 
Los limones deben ser almacenados en cámaras con temperaturas entre los 10-12ºC, ya que 
temperaturas inferiores provocan importantes daños en el fruto. La humedad se debe 
mantener lo más alta posible, en torno al 95% para evitar la desecación. 
En muchos países del mundo, la mayoría de los cítricos son recogidos y mantenidos en 
cámaras con temperaturas en torno a los 2-5ºC. Sin embargo, los limones y limas no pueden 
ser almacenados a temperaturas por debajo de 10ºC porque se producen daños por frío los 
cuales se manifiestan en zonas negras, necrosadas en la corteza. Por ello los limones se 
almacenan normalmente entre 10-12ºC. 
El limón se recoge cuando tiene un color verde claro, terminándose de colorear en almacenaje 
con un 95% de humedad relativa. Esta humedad relativa debe de mantenerse tan alta como 
sea posible, normalmente entre 85 y el 95% para evitar las pérdidas de agua que son mayores 
cuando el ambiente que rodea a la fruta es seco. 
Para su almacenamiento, los limones son empacados en mallas de aproximadamente 1 
kilogramo de masa cada una, como se muestra en la siguiente figura. 
 
Figura 2. Malla de 1kg de limones 
Estas mallas se depositan en canastas apilables, fabricadas en polietileno de alta densidad, 
donde es posible almacenar aproximadamente 15 kg de limones empaquetados en sus 
respectivas mallas. Las características de la canasta son las siguientes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
A continuación, estas cajas las podemos apilar en una estiba cuyas dimensiones serán. 
Longitud (A) Longitud (B) 
1000 mm 1200 mm 
Figura 3. Canastilla plana 
 
Figura 4. Estiba Europalets 
Analizando las dimensiones de la estiba, vemos que pueden posicionarse 4 canastas, donde 
por encima de estas canastas pueden apilarse 10, sin embargo, para que la canastas de abajo 
no soporten mucho pesos, solo se apilaran 7 canastas, lo que da un total de 28 canastas con 
15 kg cada una. 
 
Figura 5. Distribución de canastas en la estiba 
La masa total a refrigerar de limones, son 5 toneladas, calculamos el numero de estibas 
necesarias, de la siguiente manera: 
𝑀𝑎𝑠𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5000 𝑘𝑔 
𝑀𝑎𝑠𝑎𝑝𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎 = 28 ∗ 15 𝑘𝑔 = 420 𝑘𝑔 
#𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎𝑠 =
𝑀𝑎𝑠𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑀𝑎𝑠𝑎𝑝𝑜𝑟𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎
=
5000 𝑘𝑔
420 𝑘𝑔
= 11,9 ≅ 12 
Al tener el numero de estibas necesarias para almacenar las 5 toneladas, calculamos las 
dimensiones necesarias del cuarto. 
 
Figura 6. distribución de estibas 
 
 
Dimensiones del cuarto: 
𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 = 2 𝑚 + 5 ∗ 0,3 𝑚 + 6 ∗ 1 𝑚 = 9,5 𝑚 
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 = 3 ∗ 1 𝑚 + 2 ∗ 1,2 𝑚 = 5,4 𝑚 
𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 = 2,5 𝑚 
 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 9,5 𝑚 ∗ 5,4 𝑚 ∗ 2,5 𝑚 = 128,25 𝑚3 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 4529,10601 𝑓𝑡3 
 
 
 
 
Como el cuarto frio se encuentra ubicado en la ciudad de montería, la temperatura exterior 
será de 85F, la cual es la temperatura promedio de la ciudad. Para el limón, en la tabla 10-9, 
recomienda que de estar una temperatura de 55F y una humedad relativa de 85%. 
Una vez definido las temperaturas procedemos a encontrar las cargas producidas por paredes, 
techos y losas, usando un factor de corrección de 0 ya que el cuarto frio se encuentra ubicado 
hipotéticamente en un lugar donde no recibe radiación solar directamente. 
Usamos la tabla 10-1 para hallar el coeficiente de trasmisión de calor (U) de la pared. 
 
Usamos la tabla 10-3 para hallar el coeficiente de trasmisión de calor (U) del techo y las 
losas. 
 
 
 
De la tabla obtenemos el valor de la carga por paredes la cual es: 
𝑄1 = 55960,92 𝐵𝑇𝑈 
Ahora calculamos la carga por ventilación, de la siguiente manera: 
𝑄2 = 𝑉𝑖 ∗ 𝐹𝐶𝐴 ∗ 𝐶𝐴 
EL cambio de aire, lo hallamos haciendo uso de la tabla 10-8A, Con el volumen 
anteriormente calculado. 
 
Interpolamos entre los valores de (4000 y 5000) ftˆ3 
 
Para el factor de cambio de aire con la humedad relativa de 90% y la temperatura exterior 
de 85 °F e interior de 55 °F usamos estos en la tabla 10-7A: 
T_Exterior (F) T_Interior (F) Factor Corre. Area(ft^2) U(BTU/ft^2*F Delta_T (F) Carga (BTU/h) Carga (BTU)
Pared Norte 85 55 0 145,3128 0,047 30 204,891048 4917,38515
Pared Sur 85 55 0 145,3128 0,047 30 204,891048 4917,38515
Pared Este 85 55 0 255,6429 0,047 30 360,4564467 8650,95472
Pared Oeste 85 55 0 255,6429 0,047 30 360,4564467 8650,95472
Techo 85 55 0 552,1886 0,045 30 745,45461 17890,9106
Piso 70 55 0 552,1886 0,055 15 455,555595 10933,3343
Total 2331,705194 55960,9247
Volumen 
pies cúbicos
Cambios de 
aire por 24 hr
4000 8,2
4529,10601 7,67
5000 7,2
 
Interpolamos para una humedad relativa de 85% 
 
Entonces 
𝑄2 = 4529,10601 𝑓𝑡
3 ∗ 7,67 ∗ 1,91 𝐵𝑇𝑈 𝑓𝑡3⁄ 
𝑄2 = 66350,04431 𝐵𝑇𝑈 
Procedemos a calcular la carga por producto 
𝑄3 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝑇 
Para cada producto dentro del cuarto frio, tenemos los siguientes datos de masa y calor 
específico: 
 
Carga por cada producto 
𝑄𝑙𝑖𝑚𝑜𝑛 = 11000 𝐿𝑏 ∗ 0,91 𝐵𝑇𝑈/𝑙𝑏𝐹 ∗ 30𝐹 = 300300 𝐵𝑇𝑈 
𝑄𝑐𝑎𝑛𝑎𝑠𝑡𝑎 = 740,753 𝐿𝑏 ∗ 0,6𝐵𝑇𝑈/𝑙𝑏𝐹 ∗ 30𝐹 = 13333,554 𝐵𝑇𝑈 
50 60 70 85
55 1,12 1,34 1,57 1,91
Temperatura 
cuarto 
almacen °F
Humedad relativa Int. %
85
Temperatura aire de entrada °F
𝑄𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎𝑠 = 661,32 𝐿𝑏 ∗ 0,6𝐵𝑇𝑈/𝑙𝑏𝐹 ∗ 30𝐹 = 11903,76 𝐵𝑇𝑈 
Sumamos las cargas y obtenemos 
𝑄3 = 𝑄𝑙𝑖𝑚𝑜𝑛 + 𝑄𝑐𝑎𝑛𝑎𝑠𝑡𝑎 + 𝑄𝑒𝑠𝑡𝑖𝑏𝑎𝑠 
𝑄3 = 300300 𝐵𝑇𝑈 + 13333,554 𝐵𝑇𝑈 + 11903,76 𝐵𝑇𝑈 
𝑄3 = 325537,314 𝐵𝑇𝑈 
Procedemos a calcular la carga producida por las luces led del cuarto, de la siguiente 
manera: 
𝑄4 = 𝑛𝑃𝑡 
Consideramos 6 bombillas cada 1,5 m, estas bombillas tendrán una potencia de 18W, lo 
que equivale a 61,45 BTU/h 
 
El tiempo de funcionamiento por día, suponiendo que se ingrese todos los días al recinto, 
será un aproximado de 20 minutos lo que equivale a 0.33 horas. Así la carga por luces será: 
𝑄4 = 6 ∗ 61,45 𝐵𝑇𝑈/ℎ ∗ 0,33ℎ 
𝑄4 = 121,671 𝐵𝑇𝑈 
Como ultimo paso, calculamos la carga por personas que ingresan al cuarto frio, suponiendo 
que el numero de personas que entran es de 3. Siendo así utilizamos la tabla 10-15 para 
obtener el calor equivalente por persona. 
 
Interpolamos a una temperatura de 55F 
 
El tiempo que duraran por día, suponiendo que se ingrese todos los días al recinto, será un 
aproximado de 20 minutos lo que equivale a 0.33 horas. Así la carga por persona será: 
𝑄5 = #𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∗ 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 ∗ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 
𝑄5 = 3 ∗ 660 𝐵𝑇𝑈/ℎ ∗ 0,33ℎ 
𝑄5 = 594 𝐵𝑇𝑈 
Por último, calculamos la carga total, sumando todas las cargas previamente calculadas por 
un 10% como factor de seguridad 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5) ∗ 1,1𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (55960,92 𝐵𝑇𝑈 + 66350,04431 𝐵𝑇𝑈 + 325537,314 𝐵𝑇𝑈 + 121,671 𝐵𝑇𝑈
+ 594 𝐵𝑇𝑈) ∗ 1,1 
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 493420,34 𝐵𝑇𝑈 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 =
𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 
 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 =
493420,34 𝐵𝑇𝑈
18 ℎ
 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 = 27412,24 𝐵𝑇𝑈/ℎ = 6912.39 𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ 
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 = 2,2859 𝑡𝑟 
40 840
Temperatura de 
Enfriador F
Calor equivalente/persona 
Btu/hr
55 660
50 720
Referencias 
https://forbes.co/2022/06/09/actualidad/colombia-le-saca-el-jugo-al-limon-tahiti-sus-
ventas-en-el-mundo-estan-disparadas/ 
https://www.frutas-hortalizas.com/Frutas/Poscosecha-
Limon.html#:~:text=Los%20limones%20deben%20ser%20almacenados,95%25%20para%
20evitar%20la%20desecaci%C3%B3n. 
 
 
https://forbes.co/2022/06/09/actualidad/colombia-le-saca-el-jugo-al-limon-tahiti-sus-ventas-en-el-mundo-estan-disparadas/
https://forbes.co/2022/06/09/actualidad/colombia-le-saca-el-jugo-al-limon-tahiti-sus-ventas-en-el-mundo-estan-disparadas/
https://www.frutas-hortalizas.com/Frutas/Poscosecha-Limon.html#:~:text=Los%20limones%20deben%20ser%20almacenados,95%25%20para%20evitar%20la%20desecaci%C3%B3n
https://www.frutas-hortalizas.com/Frutas/Poscosecha-Limon.html#:~:text=Los%20limones%20deben%20ser%20almacenados,95%25%20para%20evitar%20la%20desecaci%C3%B3n
https://www.frutas-hortalizas.com/Frutas/Poscosecha-Limon.html#:~:text=Los%20limones%20deben%20ser%20almacenados,95%25%20para%20evitar%20la%20desecaci%C3%B3n