sábado, 9 de abril de 2016

ENFRIAMIENTO DE FOLRES POR EL SISTEMA DE VACIO O VACUUM COOLING

En la práctica, una empresa de flores está estructurada teniendo como bases fundamentales la gerencia, la planeación, la producción, el personal y la poscosecha. El objetivo principal de cada una de estas actividades es la obtención final de un producto de excelente calidad.
La poscosecha representa una fase muy importante en el proceso de producción de flores, ya que las pérdidas económicas por la disminución del porcentaje de flor exportable y los reclamos de los compradores, son en su mayoría atribuibles a deficiencias en el proceso de poscosecha. Los principales problemas de la fase de producción relacionados con la poscosecha son: corte inapropiado en longitud y en punto de corte, clasificación y formación de ramos, punto de apertura y deterioro, hidratación y cadena de frío.
Las flores de corte, son partes vivientes y metabólicamente activas, manteniendo, por tanto, los mismos procesos fisiológicos que la planta. Sin embargo, al ser cortadas de la planta, se deterioran más rápido, bajo condiciones ambientales similares (Rogers, 1973). De esta manera, la longevidad de las flores está determinada por los mismos factores que afectan el crecimiento de las plantas, como la temperatura, la humedad, el agua, la luz y la disponibilidad de nutrientes (Halevy y Mayak, 1981).
La transpiración es definida como la pérdida de agua de la planta en forma de vapor. De toda el agua absorbida por las plantas, menos del 5% es retenida para su crecimiento y aún menos es usada bioquímicamente. Aunque tradicionalmente se ha dicho que la transpiración es útil para regular la temperatura de la planta y transportar los nutrientes  tomados por las raíces, en la actualidad se está cuestionando su utilidad (Hopkins, 1999). La tasa de transpiración es afectada por la humedad relativa, la temperatura y la velocidad del aire (Hopkins, 1999). Cuando la pérdida de agua en el tallo floral es mayor que la absorción, (disminución en la conductividad hídrica), disminuye la turgencia de las células, lo que da lugar al marchitamiento y/o al fenómeno conocido como cabeceo (Halevy y Mayak, 1981).
La respiración es el proceso en el que los metabolitos celulares son oxidados y los electrones son transferidos a través de una serie de transportadores hasta el O2. Se forma H2O y CO2, y la energía, que es liberada en diversos pasos, se transduce en ATP (Azcon-Bieto y Talón, 1993). Al aumentar la tasa de respiración en las plantas, las reservas de alimento (fotoasimilados) se consumen más rápidamente y la vida de las flores se acorta.
La temperatura es un factor muy importante en los vegetales, ya que pequeños cambios pueden tener efectos dramáticos sobre los procesos fisiológicos. Por lo general, un proceso ocurre entre dos y cuatro veces más rápido si la temperatura aumenta 10°C y de dos a cuatro veces más lentamente si disminuye esa misma cantidad
Tabla 1. Tasas relativas de respiración (producción de calor) en claveles y rosas a diferentes temperaturas.

Temperatura (°C)
Tasa relativa de respiración
Clavel
Rosa
0
1,0
1,0
20
24,6
28,3
Fuente: Staby, 1998
La tasa de respiración afecta la calidad de las flores aun más que la tasa de transpiración. Como se observa en la Tabla 1, el clavel y la rosa respiran unas 25 veces más rápido cuando la temperatura aumenta a tan solo 20°C.
No solo los factores ambientales afectan la longevidad floral. Entre las hormonas vegetales, el etileno es el principal factor influyente en la senescencia de las flores (Halevy y Mayak, 1981). Las flores sintetizan etileno, en especial antes de marchitarse y en la mayoría de las especies causa senescencia y abscisión. Además, el etileno está involucrado en la inducción de cambios en la permeabilidad de las membranas celulares, que incluyen modificaciones en composición, propiedades físicas y funcionales: un ligero aumento en la permeabilidad de las membranas es característico de las flores en estadios avanzados de senescencia (Faragher y Mayak, 1984).
El etileno y la temperatura también interactúan influyendo sobre la calidad de las flores. En términos sencillos, a medida que la temperatura sube se requiere menos etileno para marchitarlas. Cabe anotar que niveles de etileno de apenas 0,03 mg.L-1 causan problemas en flores mantenidas a 20°C.
Es obvia, por lo tanto, la importancia de mantener las flores a la temperatura adecuada (2-5ºC), para prevenir problemas de calidad causados por aumentos indeseados de la tasa de transpiración, respiración, o producción de etileno.
Consideraciones de transporte
Entre los factores que comprometen los rangos de temperatura en el manejo y transporte del material vegetal encontramos que la circulación del aire entre cajas de flores y dentro de las mismas con frecuencia es deficiente. Esto trae como consecuencia un bajo control sobre la temperatura.
Desde el momento de la cosecha, la flor se enfrenta a condiciones climáticas adversas (altas temperaturas y baja humedad relativa, principalmente) que afectarán posteriormente su calidad poscosecha. Flórez et al. (2001) encontraron que en la Sabana de Bogotá tan solo el 21% de las fincas hidratan las flores en el invernadero, mientras que un 88% la transportan en seco desde el invernadero hasta la sala poscosecha. Adicionalmente, el 67% reciben la flor en la sala de poscosecha donde la temperatura promedio es de 19,1ºC; y solo la tercera parte de las fincas someten las flores a preenfriamiento. Este panorama indica que en la sabana de Bogotá no se tienen los mejores cuidados para las flores cosechadas, cuando es recomendable que el tallo floral de rosa se mantenga entre 0 y 5ºC después de cosechado, para garantizar su longevidad al momento de ubicación en florero (Staby, 1988). Ya al momento del despacho para el aeropuerto, los camiones usados para el transporte de las flores no presentan en su mayoría equipos de refrigeración, y los pocos que lo tienen se encuentran en estado regular. Al llegar al aeropuerto, transcurre no menos de una hora para que las flores ingresen al cuarto frío, que se encuentra en promedio, entre 6 y 8ºC, lo cual no es lo adecuado (Gleiser, 2003). 
En la Tabla 2 se presentan los rangos óptimos de temperatura a los cuales debe llegar el material (flores) al aeropuerto y los rangos en los que actualmente llegan, utilizando los métodos tradicionales de almacenamiento.
Tabla 2. Temperatura ideal y real a la que llega el material floral al aeropuerto de envío  y de recepción.

Condición

Temperatura aeropuerto de despacho (°C)
Horas de viaje*
Temperatura aeropuerto de destino (°C)

Bogotá
Miami
Amsterdam
Miami
Amsterdam
Ideal
0 – 2
16 – 24
24-36
4 – 5
4 – 5
Real
10,8
16 – 24
24-36
17 – 24
18-28
* Desde la salida de la finca hasta su recibo por el importador                             Fuente: Gleisser, 2000
Métodos de enfriamiento utilizados en las poscosechas de flores en la Sabana de Bogotá
La parte más importante en la conservación de la calidad de las flores cortadas es que sean enfriadas lo más pronto posible después de la cosecha y, además, que se mantengan temperaturas óptimas (2 – 5ºC) hasta el momento de la distribución. El enfriamiento, tiene como finalidad disminuir la temperatura al momento de la cosecha del material vegetal a una temperatura óptima para su envío. Éste trae beneficios tales como la disminución de las tasas de respiración y de transpiración, evitando pérdidas por deshidratación. También, se reduce la generación de etileno, retardando la madurez de la flor, y evitando la disminución de su vida útil en florero; durante el proceso de transporte y distribución. Sin embargo, la calidad de la flor almacenada nunca será mayor que la de la flor fresca. Algunos de los inconvenientes asociados con la flor almacenada, son: pérdida de longevidad, dificultad en la apertura del botón, decoloración del pétalo, amarillamiento del follaje y aumento en la incidencia de enfermedades como botrytis (Halevy y Mayak, 1981).
Las flores, una vez empacadas tardan más tiempo en enfriarse que antes de su empaque, de ahí, la importancia de preenfriarlas antes. Las altas temperaturas presentes en los invernaderos y zonas de empaque aumentan la tasa de respiración de los tallos florales, siendo evidente la necesidad de tomar medidas para evitarlo, o al menos minimizar su impacto (de Hoog, 2001).  A continuación se mencionan los tres métodos usados en las poscosechas para disminuir la temperatura de las flores.
Frío pasivo
Es adecuado para almacenar el producto luego de haber pasado por un preenfriamiento, ya que no es efectivo para reducir rápidamente el calor adquirido en el invernadero. Si el material vegetal permanece períodos prolongados (mayores a un día) en el cuarto frío, presentará síntomas de deshidratación más rápido (Prange, 1994). Tradicionalmente, en los cultivos de flores, la flor se ha preenfriado en caja abierta, por un periodo aproximado de dos horas, una vez confeccionados los ramos y acondicionados en la base de la caja. Después de este periodo de frío con caja abierta, a una temperatura entre 2 y 5oC, se procede a colocar la tapa de la caja, al zunchado de la misma y a su almacenamiento, en espera del despacho correspondiente.
Aire forzado
Es el enfriamiento mediante la inserción de aire frío a las cajas, en reemplazo del aire caliente del interior, a través de ventanillas en los extremos de las cajas de empaque. Aunque la tasa de enfriamiento depende de la temperatura del aire y el flujo del aire a través de la caja, este método es usualmente, entre un 75 a un 90% más rápido que el enfriamiento con aire pasivo (Boyette et al, 2001). Se debe tener cuidado de empacar, de forma que el aire pueda fluir dentro de la caja y su paso no sea bloqueado por el material de empaque. El tiempo medio de enfriamiento con aire forzado es entre 20 y 60 minutos, dependiendo del producto. Es más usado en clavel y pompón.
Enfriamiento al vacío
Este método es efectivo en productos que presentan una alta relación de área de superficie con respecto a volumen como en vegetales frondosos y  lechuga (Boyette et al, 2001). Desde el punto de vista termodinámico, esta relación es mas correcta si se refiere a peso o masa, y no a  volumen (Hawkins, G.A , 1958). El vacío (alrededor de 4,6 mm Hg ó 6 mb) hace que parte de la humedad presente en la superficie del material vegetal se evapore rápidamente, ya que, al disminuir la presión, disminuye también el punto de ebullición de ésta, provocando que el material disminuya su temperatura (Prange, 1994). Equipos comerciales pueden reducir la temperatura de 15ºC a 1ºC en 28 minutos, aproximadamente. El proceso puede causar marchitez del producto si la pérdida de agua es excesiva (Boyette et al, 2001). Boer and Wiesrma, (1974, citados por Chain of Life network), concluyeron que el uso del pre-enfriamiento al vacio no causó efectos negativos en fresias, tulipanes, narcisos, claveles, rosas y crisantemos. Ademas, las flores así tratadas presentaron mejor vida en florero y viajaron mejor que las no tratadas. Sun and Brosnan, (1999, citados por Chain of Life network), reportaron que el uso de preenfriamiento al vacio  puede extender la vida util en narcisos.
El presente trabajo de investigación evaluó el efecto del frio pasivo, frio forzado y frio al vacio como metodos de pre-enfriamiento  sobre  longevidad floral de tallos florales de rosa var. ‘Classy’.
MATERIALES Y MÉTODOS
El ensayo se llevó a cabo en una finca productora de flores para exportación, ubicada en el municipio de Facatativa, a una altitud de 2586 msnm y una temperatura promedio de 14ºC y humedad relativa de 70%. Se utilizaron tallos florales de rosa variedad ‘Classy’, injertada sobre el patrón ‘Natal Brier’, provenientes de la misma sección, bloque y tipo de invernadero (espacial), siendo por tanto, las prácticas de cultivo y las condiciones de manejo fitosanitario y nutricional  similares. El corte de los tallos florales se realizó en horas de la mañana y, en seguida, la flor fue acondicionada en mallas plásticas y transportada en seco desde el invernadero a la sala de poscosecha, utilizando el sistema de cable vía. Antes de ingresar a la recepción la flor se trató con un fungicida en túnel de aplicación.
Durante el tiempo que se mantuvieron en recepción las flores fueron hidratadas con una solución denominada solución de acondicionamiento (hipoclorito de calcio y ácido cítrico) que se encontraba a un pH de 5,2. La clasificación de los tallos florales se llevó a cabo como de rutina en la finca, obteniendo tallos de 50 cm de longitud y conservándose en la solución de acondicionamiento. Los tallos florales se dispusieron en ramos de 25 unidades y estos, a su vez, se ubicaron en cajas de 10 ramos, para proceder a la aplicación de los tratamientos de frío (Tabla 3).
Tabla 3. Tratamientos de frío aplicados en poscosecha a los tallos florales de rosa var. ‘Classy’.

Tratamientos
Tiempo
Observaciones
Frío pasivo
2h
Los tallos florales fueron acondicionados en bases de cartón, manteniéndolas sin tapa en el cuarto frío a temperatura entre 1 y 4ºC.
Frió forzado
45 min
Las cajas de cartón que contenían el material vegetal fueron ubicadas frente a un cajón de preenfriamiento, teniendo el cuidado de mantener las cajas con las ventanas laterales abiertas, para permitir la succión de aire caliente y la entrada del frío.
Frío vacío
30 min
Este tratamiento se realizó en las instalaciones de TAMPA en la cámara de vacío de Vacuum Cooling Colombia Ltda.
Simulación de viaje
Las cajas de cartón destinadas al transporte de la flor fueron revestidas con láminas de icopor durante el viaje hasta su destino final (Facultad de Agronomía, Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá). Esto con la finalidad de evitar el efecto de la temperatura externa sobre el material vegetal e imitar el efecto que tiene una caja ubicada hacia el interior del pallet (acomodamiento de cajas para el embarque).
La simulación del viaje entre Bogota y Miami y el posterior almacenamiento y distribución en Estados Unidos se realizó teniendo en cuenta las siguientes etapas sucesivas: manteniendo las cajas entre icopor, 5 h a temperatura ambiente (14ºC), 4 h a 4ºC, 7 h a 8ºC, 7,5 h entre 4-6ºC y 6 h a 2ºC; y sin el icopor, 8,8 días a 6ºC y 14 h a 4ºC.  La posterior revisión de los termógrafos instalados en cada caja confirmó que el material vegetal mantuvo el régimen de temperaturas preestablecido, lo que mostró la interrupción de la cadena de frío, inmediatamente despues de los diversos tratamientos. En razón de esto, se calificó los efectos de los distintos tratamientos como solamente residuales.
A continuación, el material vegetal se acondicionó para su posterior evaluación de vida en florero, ubicando las flores (10 flores/florero) en recipientes de vidrio con un litro de agua destilada inicialmente. Los tallos fueron estandarizados a una longitud de 50 cm, y se eliminó el follaje basal, manteniendo 3 hojas verdaderas. La evaluación se realizó en el laboratorio de fisiología vegetal de la facultad de Agronomía – Universidad Nacional, el cual presentó en promedio temperatura diurna de 19,2 ºC y nocturna de 18,9 ºC, humedad relativa de 60,3 % e intensidad lumínica de 107 Foot candles.

Para las variables de evaluación de la vida en florero, se consideró la longevidad floral promedio en días, desde el momento de la ubicación de los tallos florales en el florero hasta el día de su descarte. También se evaluó la apertura floral, según la graduación que se muestra en la Figura 1. Las variables de calificación y los respectivos criterios para descarte de tallos florales que se tuvieron en cuenta durante el proceso de evaluación de la longevidad floral se observan en la Tabla 4.

Diseño estadístico                                   

Se utilizó un diseño completamente al azar con con 5 repeticiones. La variable de respuesta principal fue la longevidad floral, sin embargo para cada una de las variables de descarte medidas se determinó su distribución asumiendo que se asemejan a pruebas de supervivencia. A partir de esto, se obtuvieron parámetros adecuados para cada variable que permitieron realizar comparaciones entre los tratamientos y obtener más criterios de selección.
Las variables de descarte se describieron en términos de sus tendencias y varianzas (análisis descriptivo), con el fin de explicar la respuesta de longevidad floral para cada tratamiento. Para la comparación de las variables de eliminación entre los tratamientos, los promedios se transformaron con raíz cuadrada.
Tabla 4. Variables evaluadas y criterios de descarte de los tallos florales durante la evaluación de la vida en florero de rosa var. ‘Classy’.

Variables evaluadas
Criterios
Variables de Evaluación
Apertura de flor Por comparación con una escala de cinco puntos de apertura floral (Figura 1).
Longevidad floral promedio Tiempo de permanencia en florero, conservando su calidad ornamental.
Consumo de agua Comparación de volúmenes de agua entre un tiempo inicial y un tiempo final.
Decoloración Por comparación con la carta de colores de The Royal Horticultural Society London, 2001.
Variables de Descarte
Deshidratación Con más del 50% de los pétalos o del follaje deshidratados.
Cabeceo Botón floral inclinado en un ángulo mayor de 45º con respecto al tallo floral.
Dormancia Apertura de la flor inferior al grado 3 (Figura 1), al quinto día de vida en florero.
Presencia de Botrytis Dos pétalos con incidencia de la enfermedad y cada pétalo con más del 50% de su área afectada.
Daño por etileno Ennegrecimiento del botón floral y subsiguiente deshidratación.
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Figura 1. Grados de apertura floral considerados en la evaluación de la vida en florero en rosa var. ‘Classy’.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Longevidad Floral

En la Gráfica 1 se observa que hubo diferencias entre los tratamientos, se aprecia un aumento en la longevidad floral del tratamiento de frío al vacío respecto del tratamiento de frío forzado, mientras que, el tratamiento de frío pasivo mostró un comportamiento intermedio para la variable en estudio. Es necesario tener en cuenta, que las cinco horas que se mantuvieron las flores a temperatura ambiente en la simulación de transporte, rompieron la cadena de frío, lo cual pudo haber afectado la longevidad de los tallos florales de manera general.
Los resultados obtenidos, confirman los encontrados en rosa por Boer y Wiersma (1974), citados por Chain of life (2004). El tratamiento con frio al vacío fue estadísticamente superior al tratamiento con frío forzado, y pese a que su promedio fue mayor al tratamiento con frío pasivo, no presentó diferencia estadísticamente significativa. Cabe anotar que el tratamiento de frío pasivo duró 2h, mientras que el frío al vacío sólo duró 30min, lo cual puede ser una ventaja cuando la cantidad de material es alta, y es necesario despacharla pronto.
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Gráfica 1. Promedios de longevidad floral de tallos de rosa var. ‘Classy’ sometidos a diferentes tratamientos de frío.
*Promedios seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas por la prueba de   Tukey HSD con una confianza del 95%.
Variables de eliminación
Entre las variables de descarte floral se constató que Botrytis y dormancia fueron los factores más influyentes en la eliminación de tallos (Gráfica 2). A partir de las pruebas realizadas para determinar las diferencias entre los tratamientos dentro de los factores considerados se encontraron los resultados resumidos en la Tabla 5.
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Gráfica 2. Porcentaje de tallos eliminados por criterios de descarte de rosa var. ‘Classy’
         sometidos a diferentes tratamientos de frío.
Aunque al final de la evaluación de vida en florero no hubo diferencias significativas entre las variables de eliminación (Tabla 5), es necesario resaltar que en el transcurso de dicha evaluación sí se presentaron diferencias que es necesario observar (Gráfica 3).
Tabla 5. Promedios ponderados de tallos descartados por criterios de eliminación en rosa var. ‘Classy’ sometidos a diferentes tratamientos de frío.

Tratamientos de frío
Variables de eliminación
Botrytis
Cabeceo*
Deshidratación
Dormancia
Forzado
0,44 a 1
0,26 a
0,14 a
0,32 a
Pasivo
0,40 a
0,14 a
0,17 a
0,32 a
Vacío
0,40 a
0,11 a
0,17 a
0,42 a
1 Promedios seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas por la prueba de Tukey HSD con una confianza del 95%.
*Diferencias con prueba de Kruskal-Wallis.
Botrytis
En el tratamiento de frío forzado el descarte de mas del 50% de los tallos florales eliminados por Botrytis sucedió alrededor del sexto día, en el tratamiento de frío pasivo ocurrió alrededor del octavo día y en el tratamiento de vacío estuvo entre el 10º y 11º día, siendo por lo tanto, el tratamiento donde los tallos florales duraron más, en la variable mencionada (Gráfica 3A).
Boyette et al, 2001, citaban que el tratamiento de frío al vacío podía causar deshidratación en el material vegetal, si se excedía en su tratamiento. Es probable, que la pérdida de agua que sufre el material en este tratamiento, evite la posterior incidencia de Botrytis.
Cabeceo
Para esta variable de eliminación el comportamiento fue mas bien homogéneo, prácticamente todos los tratamientos llegaron al 50% el día 12, mientras que el 75% de los tallos florales lo alcanzaron entre el día 13 y 14 (Gráfica 3B). Es necesario anotar que en el tratamiento de frío al vacío solo se presentó cabeceo a partir del día 12, lo que, en general aumenta el tiempo de valor ornamental en florero, mientras que en los demás tratamientos este fenómeno se inició  en los primeros cinco dias.
Deshidratación
En la variable deshidratación se encontró que el comportamiento fue el mismo para todos los tratamientos, llegando al 50% y 75% de tallos eliminados entre el día 13 y 14 (Gráfica 3C). De manera similar a lo mencionado con respecto a la presencia de Botrytis, aunque en la variable de deshidratación se esperaba que los tallos florales tratados con el frío al vacío fueran los primeros en presentar síntomas de deshidratación, no hubo diferencias con respecto a los otros dos tratamientos, donde se supone que los tallos florales sufren menos de deshidratación.
Consumo de agua
Se observó que el tratamiento frío forzado presentó el promedio más alto de consumo de agua, y el tratamiento de vacío, el que menos consumió (Gráfica 4). Este resultado fue diferente a lo esperado, ya que si los tallos florales en el tratamiento de frío al vacío fueran los que perdieran mayor contenido de humedad, se esperaría que al momento de ubicarlos en el florero fueran los que más agua demandarían para su recuperación. Con base en lo anterior, también se podría estimar que la mayor pérdida de agua la ocasiona el tratamiento con frío forzado
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Gráfica 4.  Promedios de consumo de agua de tallos de rosa var. ‘Classy’ sometidos a diferentes tratamientos de frío.
*Promedios seguidos de la misma letra no presentan diferencias significativas por la prueba de Tukey HSD, nivel de confianza del 95%.
En el grado de apertura de las flores no se presentó diferencias entre los tratamientos, observando una apertura promedio de 4,5 (entre el grado 4 y el 5) a los 15 días de evaluación de florero. De la misma manera, tampoco se observaron diferencias  en el color de las flores en ninguno de los tratamientos, presentándose, en general, una decoloración gradual del rojo - marrón al morado en todos los tallos florales (Tabla 6).
Tabla 6. Decoloración de los pétalos de los tallos florales de rosa var. ‘Classy’ en los diferentes tratamientos de frío.

Tratamientos de frío
Días en florero
3
6
9
12
15
Pasivo












78*
68
18
33
32
23
42
18
14
50
25
25
Forzado










90
69
46
24
22
42
19
17
33
22
Vacío













90
60
22
18
55
19
12
47
22
10
33
25
16
* Porcentaje de tallos dentro del tratamiento con ese color.

CONCLUSIONES

  • El tratamiento de frío al vacío fue el que presentó la mayor longevidad floral de los tallos evaluados.
  • A diferencia de lo esperado, los tallos florales tratados con el frío al vacío no fueron los que más presentaron síntomas de deshidratación.
  • El tratamiento de frío forzado fue el que estadísticamente presentó menor longevidad floral y mayor consumo de agua con respecto al frío al vacío. También, los primeros síntomas de cabeceo y deshidratación aparecieron más rápidamente. Así mismo,  presentó una mayor incidencia de Botrytis.
  • No hubo diferencias estadísticas entre el tratamiento de frío al vacío y frío pasivo, en ninguna de las variables evaluadas, lo cual es un buen argumento al momento de decidir entre alguno de los dos métodos, teniendo en cuenta que el tratamiento de frío al vacío es más rápido.

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