Factores del C\u00edrculo de Sinner<\/h3>\n
A un nivel fundamental, existe un consenso sobre los factores generales que influyen en el proceso de limpieza, tomando como punto de partida conceptual los cuatro factores del denominado C\u00edrculo de Sinner o extensiones de dicho c\u00edrculo como un sistema dependiente de seis variables [4-5].<\/p>\n
El C\u00edrculo de Sinner fue propuesto en 1959 por Herbert Sinner como una aproximaci\u00f3n conceptual a los factores implicados en los procesos de limpieza, originalmente aplicado al lavado autom\u00e1tico de ropa. Se simboliza como un c\u00edrculo dividido en cuatro sectores, representando cada uno de los factores que intervienen en la limpieza: detergente, temperatura, acci\u00f3n mec\u00e1nica y tiempo (Figura 1A). Este c\u00edrculo pretende mostrar que la reducci\u00f3n de uno de los factores puede ser compensada mediante el incremento de los otros factores.\u00a0 Es un concepto intuitivo y pr\u00e1ctico, con un incuestionable valor did\u00e1ctico, pero debido a que se trata de una simplificaci\u00f3n esquem\u00e1tica de un proceso muy complejo, existen limitaciones y casos en los que el intercambio de factores no es aplicable [6].<\/p>\n
La objeci\u00f3n m\u00e1s seria al C\u00edrculo de Sinner es la carencia de una definici\u00f3n de los cuatro factores en t\u00e9rminos cuantificables de magnitudes f\u00edsicas y el uso simult\u00e1neo de propiedades intensivas y extensivas. El \u00fanico factor que est\u00e1 claramente definido es el tiempo, aunque este factor, por s\u00ed mismo, no desempe\u00f1a ning\u00fan papel en la limpieza. A continuaci\u00f3n se revisa el modelo de intercambiabilidad de los factores de Sinner considerando el proceso de limpieza como un balance de energ\u00eda.<\/p>\n
En un proceso de limpieza, una sustancia o mezcla de sustancias se separan de un sustrato al que est\u00e1n adheridas. Por tanto, es necesario proporcionar una cierta cantidad de energ\u00eda, igual o mayor a la energ\u00eda que une a la suciedad con el sustrato y que representa la suma total de un conjunto complejo de energ\u00edas de las diferentes interacciones entre las sustancias que forman la suciedad y el sustrato: enlaces qu\u00edmicos, fuerzas electrost\u00e1ticas, adsorci\u00f3n y otros mecanismos que se desarrollan en la capa l\u00edmite [2]. En la mayor\u00eda de los casos es tambi\u00e9n necesario proporcionar energ\u00eda para vencer las fuerzas internas de cohesi\u00f3n de la suciedad, as\u00ed como para desplazar la suciedad de la cercan\u00eda del sustrato y prevenir la redeposici\u00f3n.<\/p>\n
A la energ\u00eda total que debe aplicarse para separar una suciedad concreta de la unidad de \u00e1rea de un sustrato particular, la denominaremos como energ\u00eda superficial de desincrustaci\u00f3n <\/em>(ESD <\/sub><\/em>), expresada en unidades de energ\u00eda por unidad de superficie.ESD<\/sub><\/em> es la suma de las diferentes energ\u00edas de adhesi\u00f3n y cohesi\u00f3n.<\/p>\n –<\/span><\/p>\n <\/p>\n [1]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n Para que la limpieza \u00a0ocurra se deber\u00e1 proporcionar una energ\u00eda superficial de limpieza <\/em>(ECS<\/sub><\/em>) que sea igual o mayor a ESD.<\/sub><\/em> El origen de esa energ\u00eda se encuentra en tres de los factores del C\u00edrculo de Sinner: el detergente, el calor y la energ\u00eda mec\u00e1nica, que pueden describirse anal\u00edticamente mediante la ecuaci\u00f3n:<\/span><\/span><\/p>\n –<\/span><\/p>\n <\/p>\n [2]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n siendo EC<\/sub><\/em>, EM<\/sub><\/em> y EQ<\/sub><\/em>, respectivamente, la energ\u00eda t\u00e9rmica (calor), la energ\u00eda mec\u00e1nica y la energ\u00eda qu\u00edmica. EC<\/sub><\/em>, EM<\/sub><\/em> y EQ<\/sub><\/em> se aportan a la superficie con suciedad adherida durante el proceso de limpieza y su interrelaci\u00f3n y comparaci\u00f3n con los factores del C\u00edrculo de Sinner se representan en la (Figura 1B). La Ecuaci\u00f3n 2 excluye el tiempo, que ya est\u00e1 impl\u00edcito en los otros factores, ya que la energ\u00eda es el resultado del producto entre una potencia y el tiempo durante el que dicha potencia act\u00faa.<\/p>\n Figura 1: El C\u00edrculo de Sinner representado en la forma tradicional (A) y como un balance de energ\u00eda (B).<\/p>\n -F<\/span><\/p>\n (A)<\/p>\n<\/td>\n (B)<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n –<\/span><\/p>\n El desarrollo anal\u00edtico de los t\u00e9rminos de la energ\u00eda t\u00e9rmica (EC<\/sub><\/em>) y de la energ\u00eda qu\u00edmica (EQ<\/sub><\/em>) de la Ecuaci\u00f3n 2 es complejo. La energ\u00eda t\u00e9rmica suministrada al proceso es una funci\u00f3n de muchas variables, entre las que se encuentran los coeficientes de trasmisi\u00f3n de calor agua-suciedad, agua-sustrato y suciedad-sustrato, mientras que la energ\u00eda qu\u00edmica que proporciona el detergente es funci\u00f3n de un n\u00famero muy elevado de variables entre las que se encuentran las entalp\u00edas de disoluci\u00f3n, reacci\u00f3n, adsorci\u00f3n, etc. Sin embargo, la aproximaci\u00f3n te\u00f3rica a la energ\u00eda mec\u00e1nica suministrada en el proceso (EM<\/sub><\/em>) puede ser relativamente simple y puede ser \u00fatil, tanto para la optimizaci\u00f3n del proceso de limpieza como para evaluar la limpiabilidad de diferentes sustratos.<\/p>\n La mayor\u00eda de los procesos de limpieza que se realizan en industrias alimentarias y tambi\u00e9n en otras industrias como la farmac\u00e9utica y la cosm\u00e9tica, as\u00ed como en explotaciones ganaderas, utilizan la proyecci\u00f3n de agua a presi\u00f3n sobre las superficies sucias para aportar energ\u00eda mec\u00e1nica al proceso, despu\u00e9s de la aplicaci\u00f3n de un detergente o en combinaci\u00f3n con \u00e9l. En funci\u00f3n de la presi\u00f3n, los chorros o haces de agua se consideran de alta presi\u00f3n (> 50 bar), media presi\u00f3n (20 a 50 bar) o baja presi\u00f3n (< 20 bar). Esta operaci\u00f3n es realizada, o bien manualmente por los operarios, mediante el uso de boquillas que proyectan el agua a presi\u00f3n en forma de chorro o de abanico sobre las superficies o, en procesos automatizados de limpieza, utilizando boquillas estacionarias que proyectan el agua sobre los elementos a limpiar que est\u00e1n en movimiento. Un ejemplo de este \u00faltimo caso esla limpieza autom\u00e1tica de cintas transportadoras o las m\u00e1quinas lavadoras en continuo de bandejas y cajas.<\/p>\n Usualmente la limpieza se realiza en tres fases consecutivas:<\/p>\n El aporte de energ\u00eda mec\u00e1nica se consigue cuando el chorro o abanico de agua impacta sobre la suciedad adherida a la superficie que se est\u00e1 limpiando. A continuaci\u00f3n se analizar\u00e1 este aporte de energ\u00eda.<\/p>\n En las industrias de alimentos la energ\u00eda mec\u00e1nica requerida para la limpieza se suele aplicar proyectando el agua a presi\u00f3n en forma de un abanico o de un haz plano (Figura 2), que est\u00e1 formado por peque\u00f1as gotitas. Cada una de estas micro-gotas transporta una cantidad de energ\u00eda mec\u00e1nica que parcialmente contribuye al proceso de limpieza. Aunque el sistema formado por el conjunto de micro-gotas que impactan sobre la suciedad incrustada en el sustrato es extraordinariamente complejo [7-8], a efectos pr\u00e1cticos pueden asumirse algunas simplificaciones que conducen a un modelo simple que puede aplicarse a la limpieza en industrias de alimentos.<\/p>\n La energ\u00eda mec\u00e1nica del agua que sale de una boquilla es la suma de su energ\u00eda potencial y su energ\u00eda cin\u00e9tica:<\/p>\n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 –<\/span><\/p>\n \u00a0[3]<\/p>\n _<\/span><\/p>\n siendo m <\/em>la masa, g<\/em> la aceleraci\u00f3n de la gravedad, h<\/em> la altura y v<\/em>\u00a0 la velocidad. Para un periodo de tiempo determinado la ecuaci\u00f3n [3] se expresa como:<\/p>\n \u00a0 \u00a0–<\/span><\/p>\n \u00a0 \u00a0– \u00a0[4]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n siendo Q <\/em>el caudal, \u03c1<\/em> la densidad y t <\/em>el tiempo.<\/em> La velocidad del agua a la salida de la boquilla es una funci\u00f3n del caudal y de la secci\u00f3n de la boquilla (S<\/em>) y, por tanto, sustituyendo Q\/S<\/em> por v <\/em>se obtiene la siguiente expresi\u00f3n:<\/p>\n —<\/span><\/p>\n [5]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n Dividiendo la ecuaci\u00f3n [5] por el tiempo llegamos a una expresi\u00f3n general de la potencia total mec\u00e1nica del agua que sale de la boquilla:<\/p>\n –<\/span><\/p>\n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0–<\/span><\/p>\n – \u00a0[6]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n Esta potencia (PtM<\/sub><\/em>) es un par\u00e1metro muy importante porque mide la capacidad de aporte de energ\u00eda mec\u00e1nica para un sistema determinado. L\u00f3gicamente la potencia mec\u00e1nica a la salida de una boquilla a trav\u00e9s de la cual se proyecta el agua es, a su vez, funci\u00f3n de la presi\u00f3n a la entrada de la boquilla y de la secci\u00f3n de su orificio. A mayores presiones el caudal ser\u00e1 mayor y, a la misma presi\u00f3n de entrada, cuanto mayor sea la secci\u00f3n del orificio, mayor ser\u00e1 el caudal y mayor la potencia mec\u00e1nica del haz. A efectos pr\u00e1cticos debe tenerse en cuenta que la presi\u00f3n del agua a la entrada de la boquilla es menor y, en ocasiones, mucho menor que la presi\u00f3n que proporciona la bomba hidr\u00e1ulica, como resultado de las p\u00e9rdidas de carga que se producen en las tuber\u00edas, los codos, las v\u00e1lvulas y la manguera.<\/p>\n Figura 2: Proyecci\u00f3n de un abanico o haz plano de agua sobre una superficie.<\/p>\n –<\/span><\/p>\n –<\/span><\/p>\n El valor de \u00a0puede medirse f\u00e1cilmente en una instalaci\u00f3n, midiendo el caudal del agua y conociendo el di\u00e1metro equivalente del orificio de la boquilla, que es un par\u00e1metro que facilitan los fabricantes de boquillas. Para una boquilla determinada, la potencia cin\u00e9tica del agua que sale del orificio es proporcional al cubo del caudal (ecuaci\u00f3n 6). Como ejemplo, en la Figura 3 se han representado los valores de para un orificio de boquilla de 2,8 mm de diametro equivalente, como una funci\u00f3n del caudal Q<\/em> que proporciona la boquilla. Se ha considerado \u00fanicamente el t\u00e9rmino de potencia cin\u00e9tica. Evidentemente para mayores caudales se necesitar\u00e1 mayores presiones a la entrada de la boquilla. Por ejemplo, para alcanzar un valor de de alrededor de 1.200 W, ser\u00e1 necesario un caudal de 27 l\/min y, la presi\u00f3n a la entrada de la boquilla deber\u00e1 ser de aproximadamente 35 bar. Sin embargo, con una presi\u00f3n de 20 bar se obtendr\u00e1 un caudal de alrededor de 20 l\/min, y la potencia resultante \u00a0ser\u00e1 de aproximadamente 490 w.<\/p>\n Figura 3: Potencia mec\u00e1nica de un abanico de agua (W) como funci\u00f3n de Q (l\/min) para un orificio de boquilla de 2,8 mm de di\u00e1metro equivalente.<\/p>\n –<\/span><\/p>\n –<\/span><\/p>\n Los valores de \u200b\u200b\u00a0son independientes de la forma geom\u00e9trica del orificio (circular para chorros y ovalada para abanicos planos), que es la que determina el \u00e1ngulo de aspersi\u00f3n \u03b1<\/em>. En la Figura 4 se muestran dos orificios de boquillas diferentes: a) un orificio de secci\u00f3n circular que proyecta un chorro de agua del mismo di\u00e1metro del orificio (\u00e1ngulo de aspersi\u00f3n = 0); b) orificio de secci\u00f3n ovalada que proyecta un haz plano o abanico de agua con un \u00e1ngulo de aspersi\u00f3n \u03b1<\/em> = 30\u00ba).<\/strong><\/p>\n Figura 4: Boquillas para la proyecci\u00f3n de agua presurizada en operaciones de limpieza. a) Boquilla con orificio circular de 3,6 mm de di\u00e1metro que proyecta un chorro cil\u00edndrico de agua; b) Boquilla con orificio ovalado circular de 3,4 mm de di\u00e1metro equivalente que proyecta un abanico plano con un \u00e1ngulo de aspersi\u00f3n \u03b1 = 25\u00ba.<\/p>\n –<\/span><\/p>\n Tan s\u00f3lo una parte de la potencia mec\u00e1nica que tiene el abanico o el chorro de agua al salir de la boquilla (Ecuaci\u00f3n 6), es utilizada realmente en el proceso de limpieza. Una vez que las micro-gotas de agua salen de la boquilla, deben recorrer una distancia d <\/em>\u00a0hasta impactar con la superficie a limpiar (Figura 5).<\/p>\n Figura 5: Abanico plano de agua impactando sobre la suciedad adherida a la superficie.<\/p>\n –<\/span><\/p>\n –<\/span><\/p>\n Durante ese trayecto las micro-gotas friccionan con el aire perdiendo velocidad y disminuyendo, por tanto, su energ\u00eda cin\u00e9tica. A mayor distancia entre la boquilla y la superficie, mayor ser\u00e1 la perdida de energ\u00eda por fricci\u00f3n con el aire. En las limpiezas que se realizan en industrias de alimentos estas distancias son usualmente muy cortas, inferiores a 1 m, por lo que las p\u00e9rdidas de potencia mec\u00e1nica cin\u00e9tica por rozamiento con el aire son muy peque\u00f1as. Tambi\u00e9n es despreciable la p\u00e9rdida o incremento del t\u00e9rmino de energ\u00eda potencial cuando d<\/em> es peque\u00f1a y no hay diferencias significativas entre la altura a la que se encuentra la boquilla y el punto donde impacta el haz de agua.<\/p>\n Cuando las micro-gotas impactan sobre la capa de suciedad incrustada en la superficie, una parte de su potencia mec\u00e1nica es utilizada para vencer las fuerzas de adhesi\u00f3n que unen a la suciedad con el sustrato y tambi\u00e9n para vencer las fuerzas de cohesi\u00f3n de la suciedad, mientras que otra parte se pierde en el rebote de las microgotas, que salen despedidas con cierta cantidad de energ\u00eda cin\u00e9tica, en un fen\u00f3meno f\u00edsicamente muy complejo [9].<\/p>\n La estimaci\u00f3n de las diversas p\u00e9rdidas de potencia es compleja, pero estas p\u00e9rdidas pueden ser agrupadas usando un ratio de eficiencia equivalente a la raz\u00f3n entre la potencia mec\u00e1nica \u00fatil para el proceso de limpieza y la potencia mec\u00e1nica a la salida de la boquilla :<\/p>\n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0–<\/span><\/p>\n <\/p>\n \u00a0[7]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n Este ratio tiene valores te\u00f3ricos entre 0 y 1, dependiendo de la eficiencia en el uso de la potencia mec\u00e1nica del abanico de agua que, a su vez, depende de numerosos factores tales como el \u00e1ngulo de apertura del abanico \u03b1<\/em>\u00a0 y el \u00e1ngulo de incidencia del abanico\u00a0 sobre la superficie a limpiar [10].<\/p>\n La energ\u00eda superficial de limpieza de una suciedad en un sustrato se define como la energ\u00eda total requerida para separar la suciedad de la superficie y se expresa en unidades de energ\u00eda por unidad de \u00e1rea. Como ya se ha descrito (Ecuaci\u00f3n 2). Esd<\/sub> <\/em>comprende tres tipos de energ\u00eda: qu\u00edmica, t\u00e9rmica y mec\u00e1nica.<\/p>\n \u00a0Si la limpieza se efect\u00faa sin ning\u00fan tipo de detergente y tanto el agua como la suciedad y el sustrato est\u00e1n a la misma temperatura, no habr\u00e1 ninguna contribuci\u00f3n de energ\u00eda t\u00e9rmica ni energ\u00eda qu\u00edmica (excepto en el caso de suciedades muy solubles en agua). En este caso la energ\u00eda superficial de limpieza ser\u00e1 igual a la energ\u00eda mec\u00e1nica \u00fatil\u00a0 requerida para la eliminaci\u00f3n de la suciedad por unidad de \u00e1rea. Si la aportaci\u00f3n de energ\u00eda mec\u00e1nica se efect\u00faa a trav\u00e9s del impacto de un chorro o un abanico de agua sobre la suciedad, la energ\u00eda superficial de limpieza puede expresarse mediante la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0–<\/span><\/p>\n <\/p>\n [8]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n donde t<\/em> es el tiempo de impacto del agua sobre la suciedad requerido para la limpieza y A<\/em> es el \u00e1rea sobre la que tiene lugar el impacto de las micro-gotas.<\/p>\n Cuando el haz o abanico de agua se proyecta perpendicularmente sobre la superficie a una distancia d \u00a0<\/em>(ver Figura 5) y se desplaza a una velocidad v<\/em>, la ecuaci\u00f3n 8 quedar\u00e1 como:<\/p>\n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0–<\/span><\/p>\n [9]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n La anchura B<\/em> del abanico al impactar sobre la superficie es una funci\u00f3n de la distancia d y del \u00e1ngulo de aspersi\u00f3n \u03b1<\/em> (ver Figura 5), de forma que:<\/p>\n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0–<\/span><\/p>\n – \u00a0[10]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n La Ecuaci\u00f3n 10 es \u00fatil para evaluar la energ\u00eda mec\u00e1nica necesaria para limpiar la unidad de superficie de un sustrato en el que hay incrustada una suciedad determinada. Dada la dificultad de conocer el valor del ratio de eficiencia \u03b3<\/em>, resulta m\u00e1s pr\u00e1ctico evaluar el ratio \/\u03b3<\/em>. La evaluaci\u00f3n experimental de este ratio proporciona informaci\u00f3n valiosa sobre el orden de magnitud de la energ\u00eda mec\u00e1nica que debe aportarse para limpiar una suciedad determinada sobre un sustrato concreto.<\/p>\n En nuestros laboratorios se han cuantificado experimentalmente valores de \/\u03b3<\/em> de diferentes tipos de suciedad sobre superficies de acero inoxidable AISI 304. Estas medidas forman parte de un proyecto en curso orientado a establecer valores de referencia de la energ\u00eda de limpieza para suciedades de diferente naturaleza sobre diversas superficies, con el objetivo de optimizar el balance de energ\u00eda mec\u00e1nica en procesos de limpieza. Los resultados obtenidos hasta ahora ofrecen estimaciones de los valores de \/\u03b3 <\/em>comprendidos entre 3.000 y 8.000 J m-2<\/sup> para suciedades tales como k\u00e9tchup, grasa de cerdo o suero de leche sobre superficies de acero inoxidable (resultados no publicados).<\/p>\n Comparativamente, otros estudios han obtenido valores de la energ\u00eda de adhesi\u00f3n superficial entre 1 y 20 J m-2 <\/sup>para pasta de tomate sobre acero inoxidable [11-12]. La discrepancia en el orden de magnitud puede explicarse por los diferentes m\u00e9todos empleados para la medida de los valores de las energ\u00edas de adhesi\u00f3n. Mientras que Liu et al. midieron la fuerza de adhesi\u00f3n aparente al eliminar la suciedad de una superficie, arrastrando un dispositivo mec\u00e1nico sobre la superficie sucia, nuestro estudio se centra en la energ\u00eda del agua a la salida de una boquilla necesaria para alcanzar un resultado similar [11-12].<\/p>\n En las industrias de alimentos, tanto en limpiezas autom\u00e1ticas (p.ej. limpieza de cintas transportadoras o lavado de cajas) como en limpiezas manuales, en las que el operario desplaza el abanico de agua presurizada sobre la superficie que se limpia, es muy \u00fatil conocer los valores de \/\u03b3<\/em> de las suciedades m\u00e1s comunes, aunque estos valores sean una aproximaci\u00f3n. La estimaci\u00f3n de los valores de \/\u03b3 <\/em>permite optimizar las\u00a0 operaciones de limpieza y, de est\u00e1 forma, se pueden seleccionar los par\u00e1metros m\u00e1s adecuados tales como el tipo de boquilla, el caudal y la presi\u00f3n del agua, la velocidad relativa entre la superficie y el haz de agua y la distancia entre la boquilla y la superficie a limpiar. La optimizaci\u00f3n de los procesos de limpieza en las industrias de alimentos producir\u00e1 ahorros significativos en los consumos de energ\u00eda, agua y tiempo de limpieza.<\/p>\n –<\/span><\/p>\n La medida experimental de la energ\u00eda de limpieza superficial de las distintas suciedades de una industria de alimentos es tambi\u00e9n de utilidad para la evaluaci\u00f3n de diferentes detergentes y para determinar las condiciones \u00f3ptimas de aplicaci\u00f3n de los mismos (dosis, tiempo de contacto y temperatura). En los procesos de limpieza los detergentes se utilizan para disminuir la cantidad de energ\u00eda mec\u00e1nica y\/o energ\u00eda t\u00e9rmica requerida para eliminar la suciedad de una superficie.<\/p>\n Para condiciones similares de proyecci\u00f3n del agua a presi\u00f3n (tipo de boquilla, presi\u00f3n del agua a la entrada de la boquilla, velocidad de desplazamiento del haz de agua (v<\/em>), distancia entre la boquilla y la superficie (d<\/em>), \u00e1ngulo que forma el haz de agua con la superficie (\u00e1ngulo de incidencia) y temperatura del agua), pueden obtenerse valores diferentes de \/\u03b3 <\/em>en los dos casos siguientes:<\/p>\n La diferencia entre estos dos valores de \u00a0representa la energ\u00eda qu\u00edmica aportada por el detergente al proceso de limpieza por unidad de superficie:<\/p>\n \u00a0 \u00a0–<\/span><\/p>\n – [11]<\/p>\n –<\/span><\/p>\n El sub\u00edndice 1 representa la energ\u00eda mec\u00e1nica necesaria cuando el agua se aplica directamente sobre la suciedad, mientras que el sub\u00edndice 2 representa la energ\u00eda mec\u00e1nica necesaria cuando previamente se ha aplicado un detergente concreto a una dosis determinada. Bajo estas condiciones, pueden realizarse ensayos experimentales para comparar cuantitativamente el comportamiento de diferentes detergentes frente a una suciedad determinada. Del igual forma pueden compararse la eficacia de diferentes condiciones de aplicaci\u00f3n: dosis, tiempo de contacto entre soluci\u00f3n detergente y suciedad, m\u00e9todo de aplicaci\u00f3n del detergente, etc., lo que conducir\u00e1 a la selecci\u00f3n del detergente y de la dosis optima en cada caso.<\/p>\n El factor de energ\u00eda t\u00e9rmica en las operaciones de limpieza tambi\u00e9n puede analizarse mediante un procedimiento similar al descrito para la energ\u00eda qu\u00edmica. En este caso, la aportaci\u00f3n de energ\u00eda t\u00e9rmica puede evaluarse mediante ensayos experimentales en los que var\u00eda la temperatura del agua mientras se mantienen los restantes factores constantes. Sin embargo, la situaci\u00f3n es m\u00e1s compleja en este caso ya que el agua act\u00faa al mismo tiempo como veh\u00edculo de la energ\u00eda mec\u00e1nica y de la energ\u00eda t\u00e9rmica y, por tanto ambos factores est\u00e1n relacionados. Por ejemplo, si la potencia mec\u00e1nica del haz de agua se disminuye bajando el caudal de agua al usar un orificio de boquilla de menor di\u00e1metro, la cantidad de calor transportado por el agua tambi\u00e9n disminuir\u00e1 aunque la temperatura sea la misma.<\/p>\n Finalmente, este tipo de aproximaci\u00f3n conceptual es tambi\u00e9n de utilidad para la evaluaci\u00f3n de la limpiabilidad de diferentes materiales y\/o de diferentes acabados superficiales, porque si existen diferencias entre la limpiabilidad de dos superficies con la misma suciedad incrustada, estas diferencias pueden ser cuantificadas evaluando experimentalmente los valores correspondientes de \/\u03b3<\/em>.<\/p>\n En este art\u00edculo se ha presentado un modelo simplificado para la evaluaci\u00f3n de los requerimientos de energ\u00eda en procesos de limpieza. Varios factores hidrodin\u00e1micos son importantes para la limpieza efectiva de superficies duras, relacionados con los equipos usados para la aplicaci\u00f3n de agua presurizada. S\u00f3lo una fracci\u00f3n de la energ\u00eda consumida durante los procesos de limpieza est\u00e1 disponible como energ\u00eda \u00fatil para alcanzar una limpieza efectiva. El exceso de energ\u00eda supone un incremento en los costes de limpieza, debido a varias ineficiencias y, al mismo tiempo, tiene un impacto negativo en la sostenibilidad ambiental de las operaciones de limpieza.<\/p>\n Mediante la cuantificaci\u00f3n experimental de los requerimientos energ\u00e9ticos para la limpieza de tipos comunes de suciedad en industrias de alimentos, incrustadas sobre superficies, los procesos de limpieza pueden ser optimizados desde el enfoque energ\u00e9tico. As\u00ed es posible seleccionar las condiciones de trabajo m\u00e1s apropiadas en cada caso: presi\u00f3n y caudal de agua, distancia entre las boquillas y las superficies sucias, tipo de boquillas, velocidad de desplazamiento del haz de agua respecto a la superficie, \u00e1ngulo de incidencia del haz, temperatura del agua, tipo de detergente, dosis y tiempo de contacto, etc.<\/p>\n La selecci\u00f3n \u00f3ptima de par\u00e1metros tambi\u00e9n contribuir\u00e1 a mejorar la eficiencia en t\u00e9rminos de higiene.\u00a0 Por ejemplo, puede disminuirse la presi\u00f3n del agua para evitar la formaci\u00f3n de aerosoles, que suponen un riesgo significativo en contaminaciones cruzadas. El seguimiento de los criterios de dise\u00f1o higi\u00e9nico de EHEDG [13] puede contribuir a solucionar este problema, ya que un adecuado dise\u00f1o minimiza la necesidad de utilizar altas presiones de agua en la limpieza de las instalaciones.<\/p>\n El estudio de los balances de energ\u00eda en las operaciones de limpieza es, por tanto, esencial para optimizar estos procesos de un modo cuantitativo y sistem\u00e1tico, y puede potencialmente conducir a ahorros sustanciales en el consumo de agua y detergentes, en el tiempo dedicado a estas operaciones y en los costes generales asociados. El ahorro de agua y de energ\u00eda supone incrementar la sostenibilidad de las operaciones de limpieza y contribuye a la mejora global de la sostenibilidad de las industrias alimentarias.<\/p>\n![\"F01\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/F01.jpg\")
<\/span><\/p>\n![\"F02\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/F02.jpg\")
<\/p>\n\n\n
\n \n \n \n ![\"g1\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/g1.jpg\")
<\/td>\n![\"g2\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/g2.jpg\")
<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n–<\/span><\/h3>\n
Energ\u00eda mec\u00e1nica en limpiezas por proyecci\u00f3n de agua a presi\u00f3n<\/h3>\n
\n
–<\/span><\/h3>\n
Energ\u00eda mec\u00e1nica de un abanico plano de agua a presi\u00f3n.<\/h3>\n
![\"f3\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f3.jpg\")
<\/p>\n![\"f4\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f4.jpg\")
<\/span><\/p>\n![\"f5\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f5.jpg\")
<\/span><\/p>\n![\"f6\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f6.jpg\")
<\/span><\/p>\n![\"G21\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/G21.jpg\")
<\/p>\n![\"g3\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/g3.jpg\")
<\/p>\n![\"boquillas\"](\"https:\/\/www.betelgeux.es\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/boquillas-1024x643.jpg\")
<\/p>\n–<\/span><\/h3>\n
Potencia mec\u00e1nica \u00fatil<\/h3>\n
![\"g4\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/g4.jpg\")
<\/p>\n![\"f7\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f7.jpg\")
<\/p>\n–<\/span><\/h3>\n
Evaluaci\u00f3n de la energ\u00eda superficial de limpieza (ECS<\/sub><\/em>) de una suciedad.<\/h3>\n
![\"f8\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f8.jpg\")
<\/p>\n![\"f9\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f9.jpg\")
<\/p>\n![\"f10\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f10.jpg\")
<\/span><\/p>\nEvaluaci\u00f3n de la acci\u00f3n del detergente y de la limpiabilidad.<\/h3>\n
\n
![\"f11\"](\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/f11.jpg\")
<\/span><\/p>\n–<\/span><\/h3>\n
Conclusiones<\/h3>\n