Entre Vista | Temperatura | Calor
Enviado por Janielly Araujo de Barros
Alguns aspectos no transporte refrigerado
Lincoln de Camargo Neves Filho e Vivaldo Silveira Jnior
Neuza Nakahara
uando as funes vitais de animais ou vegetais so interrompidas, tem incio uma srie de transformaes que levam inutilizao do produto e que ocorrem rapidamente temperatura ambiente. Os conceitos so os mesmos para medicamentos e seus insumos, vacinas, diferentes produtos qumicos ou na procura de um ambiente de forma a oferecer melhor qualidade de vida, como o caso das flores. medida que se provoca o abaixamento da temperatura, tais fenmenos promovidos pela ao de agentes deteriorantes, como microrganismos, enzimas e reaes qumicas so reduzidos consideravelmente. Assim, um maior tempo de preservao do produto obtido quando se utilizam baixas e adequadas temperaturas. Como de se esperar, o estado da matria-prima ou produto acabado, o manuseio e o mtodo de resfriamento ou congelamento adotado iro influir na qualidade do produto final. Estudos visando a identificao dos fatores que provocam alteraes de qualidade no produto indicaram a temperatura, o tempo
de estocagem, a umidade relativa, a circulao de ar em torno do produto e sua embalagem como as mais importantes modificaes fsicoqumicas que ocorrem na chamada cadeia do frio, cujo esquema indicado na Figura 1. de importncia fundamental a conservao das propriedades do produto ao longo da cadeia de distribuio, visto que o mesmo bastante suscetvel a alteraes indesejveis quando as condies acima citadas no so devidamente controladas. Tais modificaes podem, talvez, no serem notadas externamente, mas sem dvida sero sentidas pela mudana de sabor, textura, efeito teraputico e outras caractersticas de qualidade inerentes ao produto que o consumidor adquire. A introduo de novas tecnologias e formas de preparo exige um adequado controle da temperatura para manuteno das caractersticas desejveis de qualidade, para se obter um perodo conveniente de comercializao. Exemplo clssico so os alimentos minimamente processados, que envolvem um conceito baseado em propriedades organolpticas. Como receberam um tratamento trmico menos intenso que os produtos esterilizados, exatamente para oferecer determinadas
caractersticas, exigem estrito controle na temperatura de estocagem e distribuio. o mesmo no caso de vacinas ou insulina, sensveis a temperaturas fora das faixas recomendadas. Ressalte-se que, independentemente do ponto na cadeia do frio em que ocorreu uma elevao da temperatura, haver reduo dessa qualidade. E tal perda cumulativa e comutativa, sem possibilidade de recuperao. importante notar que o Cdigo de Defesa do Consumidor j comeou a mostrar efeitos que poderiam levar a litgios indesejveis. E, como solidrio, todos so responsveis perante a lei ou pelo retorno positivo e fidelizao do consumidor. Nunca dever ser esquecido que qualquer problema ocasionado ao consumidor pelo produto ser associado marca adquirida, mesmo que o produto tenha sado da fbrica com excelente nvel de qualidade, inclusive com reflexos negativos para as demais marcas. Portanto, de interesse da empresa que o produto atinja o consumidor com a maior qualidade possvel, para a qual a manuteno de temperatura condizente e constante tem importante papel. Pretende-se analisar neste artigo principalmente como a qualidade se
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Figura 1 Esquema da chamada cadeia do frio, com incio logo aps a produo e nalizando no consumidor
comporta durante o elo correspondente ao transporte e quais as possveis causas que provocam modicaes no nvel desejvel de frio. Outras etapas sero abordadas oportunamente.
Manuseio e traslado
Um ponto crtico a transferncia de produtos da cmara at o sistema de transporte e vice-
versa. Isso deve ser organizado de tal modo que seja efetuado o mais rapidamente possvel, evitando-se variaes de temperatura. Experincias desenvolvidas permitiram a obteno das diversas curvas de temperatura, indicadas na Figura 2, em funo do ponto considerado, para uma caixa contendo 20 kg de fils congelados de pescado. Uma hora ser suficiente para promover o descongelamento parcial do produto situado prximo superfcie ou nos cantos da embalagem, representados pelos pontos a e b. Ressalte-se que, entre a temperatura de incio do congelamento do produto e algo ao redor de -15C h uma instabilidade pronunciada na formao de cristais de gelo, responsvel pelo indesejvel processo de recristalizao. O ponto e , localizado no centro do bloco, tambm sofrer tal processo. Ressalte-se que se trata de um bloco com 20 kg e no peas de pequenas dimenses, nas quais o aumento da temperatura seria muito mais pronunciado e rpido. Assim, dever ser prevista uma proteo especial no local de carga e descarga, impedindo uma elevao da temperatura que afetar a qualidade do produto, alm de maior carga trmica a ser retirada e, evidentemente, maiores custos operacionais do equipamento. De uma forma extremamente simples e grosseira, poderia-se pensar que o produto congelado teria uma acumulao de frio que poderia oferecer uma proteo no que se refere ao aspecto microbiolgico. Mas suas caractersticas fsicas e sensoriais so fortemente alteradas, principalmente em vegetais, pescado, sorvete, minimamente processados e outros produtos sensveis. Mesmo frango e carne bovina apresentam modificaes organolpticas importantes e excesso de exsudao
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Figura 2 Comportamento da temperatura em bloco de 20 kg de ls congelados, exposto ao ar entre 22C a 14C 7
aps o descongelamento. J no caso de resfriados, o resultado dramtico nestas condies, inclusive sob o ponto de vista higinico-sanitrio, com rpida reduo de sua disponibilidade para consumo. H que se levar em conta o consumo extra de energia para reduzir novamente a temperatura do produto ao nvel adequado. Para os resfriados, pode-se aplicar a equao Q = m.c.T, de forma a calcular a carga trmica do produto, onde m a massa do produto a ser resfriada, c o seu calor especfico e T a diferena de temperatura a ser reduzida. Por exemplo, para reduzir a temperatura de uma tonelada de carne de 15C para 2C, ter-se-ia Q = 10.400 kcal, supondose c = 0,8 kcal/kg C. Ou de 5 kW em consumo extra de energia8. J para congelados, a equao seria Q = m . H, onde H a diferena de entalpia do produto, j que nessas temperaturas as porcentagens de gua congelada so diferentes. Supondo-se a mesma tonelada a -5C e que deva ser reduzida a -18C, a carga trmica envolvida seria de 13 mil kcal, mas
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custa de um gasto extra de 8 kW, pois a temperatura de evaporao mais baixa8, considerando-se apenas a carga representada pelo produto. No se deve esquecer que o compressor desloca volume e, como poder ocorrer um aquecimento adicional do vapor do refrigerante em funo da maior carga trmica, sua capacidade ser reduzida, o consumo de energia ser maior por unidade de massa deslocada do refrigerante, assim como maior temperatura de descarga. Como discutido10, questes de como ser possvel a retirada desse calor em um determinado tempo ou qual o comportamento da carga trmica ao longo do tempo devem ser devidamente analisadas, considerando-se um estado no estacionrio de transfeFigura 3 - Proteo na carga ou descarga de um caminho rncia de calor. De
uma forma geral, o tempo necessrio de resfriamento ou congelamento depende das propriedades do produto, das caractersticas e parmetros do processo, assim como do equipamento disponvel. No se trata apenas da carga trmica, o que pode ser traduzido como: no suciente apenas o aumento da capacidade do sistema frigorco. Tambm o processo de carga e descarga da carroceria frigorca deveria receber a mesma ateno, evitando-se casos como a espera do produto sob o sol ou ao ambiente externo. Evidentemente, considerase que h docas apropriadas, onde se tem um bom nmero de opes. Uma das mais simples o emprego de encostos exveis instalados nos permetros superior e laterais da porta de acesso da cmara ou antecmara, auxiliados por uma cortina mvel que reduza a inltrao de ar entre as partes superiores ou laterais da carroceria e porta, quando do recebimento de um veculo que no atenda aos padres da instalao. Outra possibilidade est indicada na Figura 3. Como h o deslocamento no sentido vertical da carroceria durante o processo, necessria uma plataforma mvel para permitir a passagem de paleteiras ou empilhadeiras.
Isolamento e equipamento frigorco
So diversos os mtodos para obteno de frio durante o transporte do produto frigoricado. O mais comum o de compresso mecnica, cujo conjunto compressor, acionamento, condensador e controles suportado por uma base especial instalada na rea externa frontal e superior da carroceria. J o evaporador instalado no seu interior. As portas principais esto localizadas na parede oposta, assim como as auxiliares so laterais. H uma grande disponibilidade de modelos existentes no mercado. A seleo criteriosa de tal equipamento de fundamental importncia no controle da temperatura do produto, envolvendo as caractersticas da carroceria, carga, modicaes aleatrias nas condies externas durante o transporte e atitudes operacionais. Caso tpico o do transporte urbano de congelados no qual, em funo do grande nmero de aberturas das portas, seria interessante a utilizao de um sistema hbrido, composto por um equipamento convencional de resfriamento do ar e placas eutticas. Pelas caractersticas
deste sistema, a unidade frigorca tem dimenses e consumo de energia mais reduzidos, alm de permitir a manuteno da temperatura em nveis relativamente estveis. As principais fontes de calor so a conduo pelo piso, teto e paredes, o calor recebido pelo produto durante o carregamento, seu calor de respirao quando se trata de vegetais frescos, o de renovao de ar neste ltimo caso e o de infiltrao pela abertura de portas. Outros itens que iro elevar a carga trmica referem-se s falhas ou desgaste das gaxetas de vedao e a idade ou aplicao do isolamento. Para o projeto e seleo do equipamento frigorfico tm-se alguns referenciais, como as temperaturas dos ambientes externo e interno, alm de seus valores na superfcie da carroceria. Por exemplo, a Figura 4 indica os resultados experimentais 11 em trs superfcies (teto, piso e traseira), quando a temperatura mdia do dia foi de 15C, usualmente apresentada pelos servios meteorolgicos. Um valor com o qual preciso tomar cuidado e que exige uma anlise mais acurada, pois bastante diferente das temperatu-
Figura 4 Histrico das temperaturas nas superfcies externas de uma carroceria frigorca durante um perodo de entregas correspondente a oito horas, com incio pela manh, quando a temperatura mdia do ar externo foi de 15C11
ras de superfcie. A diferena entre elas e as do ambiente interno que sero responsveis pela transmisso de calor por conduo no isolante que forma a carroceria. Note-se que o Agreement on the International Carriage of Perishable Foodstuffs4 o qual, importante frisar, um acordo e no uma norma leva em considerao o tipo, densidade e espessura desse isolamento, dados muitas vezes no oferecidos pelo fabricante por diferentes razes. Um bom indicador do nvel tcnico do fornecedor a liberao ou discusso de tais valores, assim como o resultado de testes ou certificao do produto. Visto a importncia do assunto, o IBF, ABRAVA e ANFIR desenvolveram um estudo a respeito sob o patrocnio da ABNT e que se
Existem diversos mtodos para a obteno de frio durante o transporte do produto frigoricado
americano, que emprega a soma de clculos independentes para o ganho de calor por transmisso, aberturas de portas e respirao do produto, quando pertinente; e (b) europeu, atravs do ATP, que determina o fator por transmisso (k). A Tabela 1 indica alguns valores, relacionando os parmetros UA e k para uma carroceria de 7,3 x 2,4 x 2,3 m. Tais fatores so obtidos utilizandose temperaturas externas de 38C e 30C, respectivamente.
Carga e disposio
transformou na norma ABNT NBR 15457 Carrocerias Trmicamente Isoladas Desempenho Trmico2. A ttulo de exemplo, podem ser utilizados dois mtodos para a determinao dessa carga: (a) fator Outro ponto a ser considerado o relativo ao equilbrio da temperatura a um valor correspondente de conservao do produto no interior da carroceria. importante que, antes
do carregamento, o equipamento frigorco do sistema de transporte, dimensionado de forma a atender carga trmica de estocagem e no para resfriar ou congelar, opere durante certo tempo, levando a temperatura interna at o valor prximo ao desejado, como indicado na norma NBR 147011. No o produto que deve resfriar a carroceria, mas esta deve proteg-lo nas condies adequadas. A mesma norma indica que tambm dever haver um perodo de 15 minutos para estabilizao da temperatura no interior da carroceria antes de seu carregamento. Recomenda-se, ainda, a parada da unidade de refrigerao durante as operaes de carga e descarga. De forma semelhante operao de uma cmara frigorca, os mesmos cuidados devero ser tomados quanto distribuio do produto no interior da carroceria. Deve-se evitar o contato direto com as superfcies internas com o auxlio de espaadores, assim como utilizar um piso cujo perl permita a livre circulao do ar. O emprego de duto metlico ou de lona para o insuamento, alm de um anteparo junto ao retorno do evaporador, como indicado na Figura 5, so medidas es-
senciais para a correta proteo do produto, FATOR Unidade -18C 2C que deve ser envolvido pelo ar resfriado. Tam40 UA Btu/h 4.380 2.974 bm a disposio da carga junto sada do ar do evaporador (in0,26 k Watt 1.283 871 suamento) no dever impedir sua passagem. 60 UA Btu/h 6.597 4.480 Caso contrrio, haver um curto-circuito, com o retorno imedia0,39 k Watt 1.933 1.313 to deste ar sem alcanar o total da carga. Tabela 1 Exemplos dos fatores UA e k para uma carroceria Como consequncia, Apesar da liberao do veculo ou no haver a retirada do calor que penetrou pelas paredes, elevando a continer e posterior entrega a uma temperatura. Pior, o termostato ir mesma temperatura, ocorreu uma desligar a refrigerao, pois seu sen- elevao durante o segundo dia, lesor est localizado, na maioria das vando a temperatura do produto a nveis incompatveis em determinavezes, no ar de retorno. das reas. Como a temperatura do ar atingiu um patamar elevado, ocorreu Operao e temperatura uma parada intencional ou acidental Somente com um grco como o do equipamento. Ao nal do dia, as apresentado na Figura 6 seria possvel temperaturas do ar caram rapidanotar o problema ocorrido durante o mente pela retomada da operao do transcurso da viagem. Tm-se as tem- sistema frigorco, at praticamente peraturas do ar externo e no interior alcanarem uma estabilizao. da carroceria, assim como as do produAnalisando-se as curvas de tempeto em diferentes posies. ratura do produto, inicialmente mais baixas quando comparadas s do ar no momento da liberao, observa-se claramente o aumento gradual e constante, como esperado e discutido anteriormente. No perodo de parada do sistema, as curvas foram mais acentuadas e a queda posterior ao reincio de operao ocorreu muito lentamente. Mais uma vez, torna-se importante o monitoramento da temperatura do ar, que poderia indicar a necessidade de uma vericao da temperatura do produto em caso de dvida. Neste caso, a norma NBR 147011 prev as Figura 5 Esquema do interior de uma carroceria frigorca 3, 8 etapas, assim como os pro-
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cedimentos que devem ser adotados, inclusive testes destrutivos, resumidos na Figura 10, de forma a garantir o estabelecido em contrato. Para liberar a carga, ainda devero ser vericadas as temperaturas da superfcie do produto ou caixa, anotadas nas regies superior e inferior da linha vertical da traseira. J na recepo, os pontos de medida sero de cinco para a regio traseira (duas nos cantos superiores, uma no centro e outras duas nos cantos inferiores), uma no centro geomtrico da carroceria e outras cinco na regio anterior e nas mesmas posies indicadas para a regio posterior5. O registro da temperatura no ar de retorno junto ao evaporador uma boa indicao da temperatura da carga, desde que a distribuio do ar no
Outro ponto que merece destaque a abertura desnecessria de portas, que tambm implica no aumento de carga trmica
interior da carroceria seja adequada. Para veculos longos, recomenda-se o emprego de dois sensores, um no retorno e outro a dois teros ou trs quartos da carroceria, instalado na sua parte superior.
Existiro picos de temperatura, o que, de outra forma, indicam uma maior passagem de calor para o interior da carroceria, que dever ser absorvido pelo sistema de refrigerao, sob pena de se elevar a temperatura do produto. Outro ponto que merece cuidado a abertura desnecessria de portas, o que tambm implicar no aumento da carga trmica. A Figura 7 mostra o ocorrido ao se abrir uma porta: o ar frio, pela sua densidade maior, escapa pela parte inferior formando a neblina branca. Como consequncia, h a entrada de ar quente pela parte superior, provocando importantes alteraes das temperaturas do ar e da superfcie interna da estrutura. A diviso prvia em lotes para agilizar a entrega, cortinas de impacto nas portas e preparo do mo-
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superfcie externa alcanou 43C. Notese que h um retardo nas temperaturas internas devido ao isolamento de cem mm de poliuretano. J a Figura 9 A indica os resultados experimentais para uma carroceria metlica nas mesmas condies da isolada, na qual as temperaturas so muito mais elevadas. E as recomendaes so de que a temperatura mxima para transporte de insumos ou frmacos no ultrapasse 26C.
O Instituto Brasileiro do Frio (IBF), atravs de seus comits, tcnicos do setor produtivo, associaes de classe como Abrava, ABTF (atravs da CTCF Cmara Tcnica da Cadeia do Frio), Abiaf, Abras, Anr, universidades e institutos de pesquisa vm preparando diversos estudos e documentos de forma a discutir, sugerir, orientar e preparar aes que atendam s necessidades do setor. Normas e legislao vigentes, algumas conitantes, assim como outras informaes, podero ser acessadas atravs do site www.anvisa.gov.br, onde so encontradas a Portaria CVS-6 Regulamento Tcnico Parmetros
Figura 6 Comportamento das temperaturas do ar e produto no interior de uma carroceria frigorca em funo do tempo decorrido durante o transporte6 (T, C; H, dias)
torista ou seu auxiliar contribuiro significativamente na reduo destes efeitos indesejveis. Em funo das modicaes aleatrias nas condies externas durante o transporte e possveis acidentes ou operao inadequada, recomenda-se o emprego de registradores ou monitoramento contnuo das condies do ar no interior da carroceria para a anlise e correo, assim como oferecer subsdios em caso de litgio. Tais pontos so abordados na NBR 14701, assim como a exigncia da anotao da temperatura recomendada na nota scal impressa ou eletrnica ou documentos que acompanham a carga. Com o avano da eletrnica, os indicadores mecnicos ou registradores que utilizam caneta e
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papel devem ser substitudos por registradores individuais ou sistemas dedicados, muito mais conveis e precisos, alm de evitarem possveis burlas. Aqui seria interessante assinalar que a prtica do emprego de carrocerias isoladas, chamadas incorretamente de isotrmicas, no a melhor soluo para o transporte de frmacos e seus insumos. Resultados experimentais, como indicados na Figura 9 B, mostram que as temperaturas internas so muito mais elevadas que a chamada temperatura externa ambiente, cujo emprego j foi discutido anteriormente. Em um dia no qual a temperatura mdia foi de 25,5C (mnima de 18,8C e mxima de 32,2C), a temperatura no centro geomtrico da carroceria foi de 34C e a da
Figura 7 Detalhe da neblina formada pela sada do ar frio aps a abertura de uma porta de carroceria para congelados
Quem opera o frio deve estar atento s normas vigentes e s discusses das entidades, universidades e institutos de pesquisa
Figura 9 Comportamento de temperaturas em diferentes pontos de uma carroceria isolada [B] e metlica [A] durante um dia em que a temperatura mdia foi de 25,5C. As temperaturas externas oscilaram entre 32,2C e 18,8C9
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e Critrios para o Controle Higinico-Sanitrio em Estabelecimentos de Alimentos, a Portaria n 1.428/MS Regulamento Tcnico para Inspeo Sanitria de Alimentos, Portaria CVS/ MS n 326 ou Resoluo RDC Anvisa n 275, com captulos especcos quanto estocagem e transporte de alimentos. Outras informaes so encontradas nos sites www.mapa.gov.br ou www. cvs.sp.gov.br e seus links. No caso de medicamentos e insumos, uma excelente fonte de estudos e referncias www.who.int, da World Health Organization. Como exemplos, tem-se The Cold Chain; Who Good Distribution Practices for Pharmaceutical Products, What Are Correct Conditions for Storing EPI Vaccines?, entre outros. Ainda ocupam cada vez mais espao as questes ambientais, nas quais o Ministrio do Meio Ambiente tem colaborado atravs de diferentes recomendaes, normas e portarias, incluindo as recentes publicaes sobre sistemas frigorcos com amnia, abrangendo desde o projeto, operao e segurana. Por citar segurana, no se deve esquecer do Ministrio do Trabalho e Emprego, onde esto as NR-10 (Instalaes Eltricas), NR-13 (Caldeiras, referncia para vasos de presso) e NR15 (Atividades Insalubres). Evidentemente, so as importantes e primeiras orientaes, mas no o almejado alto nvel de qualidade. H muito o que
Figura 10 Nveis recomendados para o registro de temperaturas de acordo com a NBR 147011
Critrios de Temperatura. Associao Brasileira de Normas Tcnicas, NBR 14701, So Paulo, SP. 2 ABNT (2007) Carrocerias Termicamente Isoladas Desempenho Trmico. Associao Brasileira de Normas Tcnicas, NBR 15457, So Paulo, SP. 3 ASHBY, B.H. (1995) Protecting Perishable Foods During Transport by Truck. Agricultural Marketing Service, Handbook n 669, USDA, Washington, DC, USA. 4 ATP (2004) Agreement on the International Carriage of Perishable Food-stuffs, United Nations, ECE, Genebra. 5 HEAP, R.D. (2004) Cold chain performance issues now and in the future. Int. Inst. Ref. Bulletin 2004-4, France. 6 KUENZLI, D.W. (1962) The ColdWall Trailer Maintaining Frozen Food Below Zero. Mark. Research Report n 540, USDA. 7 LORENTZEN, G. (1968) Technical Aspects of the Freezer Chain and Their Relation to Product Quality. Ann. Inst. Super. Sanit. Italy. 8 NEVES F, L. C. (2000) Refrigerao e Alimentos. Unicamp-FEA, 385 p., Campinas, SP. 9 NEVES Fo, L. C. e RODRIGUES, L. R. (2009) Estudo do Comportamento das Temperaturas em Carrocerias Metlicas e Isoladas, Relatrio Tcnico, FEA-UNICAMP, Campinas, SP. 10 NEVES F, L. C. (2006) Algumas questes sobre tempos de resfriamento e congelamento. Revista Nacional da Carne, vol. 30, n 353, p. 86-102, SP. 11 PEREIRA, V. F.; DORIA, E. C. B.; NEVES Fo, L. C. e SILVEIRA Jr., V. (2009) Avaliao de temperaturas no transporte frigoricado urbano de alimentos resfriados e congelados, Revista Cincia e Tecnologia de Alimentos, no prelo, Campinas, SP.
discutir e disponibilizar. Isso ir depender da imprescindvel e necessria atuao dos envolvidos.
ABNT (2001) Transporte de Produtos Alimentcios Refrigerados Procedimentos e
Lincoln de Camargo Neves Filho Vivaldo Silveira Jnior Faculdade de Engenharia de Alimentos Universidade Estadual de Campinas Tel.: (19) 3521-4040 neveslin@fea.unicamp.br vivaldo@fea.unicamp.br