Introducción




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Antecedentes

Almacenaje hermético


Para que un sistema de almacenaje sea exitoso es necesario que se creen dentro del granel condiciones desfavorables al desarrollo de insectos y hongos y que además disminuya la propia actividad de los granos. El principio básico del almacenaje hermético es la eliminación del oxígeno existente en el depósito hasta un nivel que suprima o inactive la capacidad de reproducción y/o desarrollo de insectos plagas y hongos. Los procesos respiratorios de los integrantes bióticos del granel (granos, insectos, hongos, etc.) consumen el oxígeno existente en el ambiente, produciendo dióxido de carbono. Como el almacenaje hermético impide el pasaje de aire y gases entre el interior y el exterior del recipiente, una vez que la atmósfera se modifica, no se vuelven a crear condiciones favorables para el desarrollo de plagas, asegurándose su conservación en el tiempo. La energía que necesitan los seres vivos para crecer y desarrollarse se obtiene del proceso respiratorio y conforma una serie compleja de reacciones químicas iniciadas por enzimas presentes en los propios organismos. En presencia de O2 se produce la respiración aeróbica, con la combustión completa de los hidratos de carbono, pasando de productos complejos como almidón, a CO2, agua y energía.

Parte de esa energía se transformará en calor, debido a reacciones exotérmicas y otra será utilizada para la síntesis de otros compuestos (Bogliaccini, 2001).

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 12H2O + 677 kcal

En ausencia de O2 algunos organismos, como levaduras y bacterias, pueden vivir y desarrollarse descomponiendo hidratos de carbono en forma incompleta produciendo ácido láctico, acético y alcoholes. Esta reacción se llama fermentación, libera mucho menos calor que en presencia de aire y se produce en ambientes herméticos con un alto grado de humedad.

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 22 kcal

El almacenaje hermético de alimentos es una técnica muy antigua y ha adquirido diferentes formas a través del tiempo. En nuestro país hoy vuelve a resurgir en la forma de las bolsas plásticas. Si bien esta técnica no ha adquirido un desarrollo muy importante hasta el momento, se ha utilizado para la preservación de alimentos en situaciones particulares o de alimentos con valor agregado. En Argentina se instalaron celdas subterráneas herméticas con 2 millones de toneladas de capacidad durante la segunda guerra mundial ante la imposibilidad de exportar y la necesidad de conservar los granos por períodos largos de tiempo. Algunos de estos almacenajes aún están en uso y luego de 50 años puede decirse que su resultado es muy bueno (Bogliaccini, 2001). En Arkansas, USA, se almacena arroz a 12-13% de humedad en celdas planas de 18000 m3 de capacidad, donde la masa de granos se cubre con un film que es prácticamente impermeable a la difusión del aire. Siebenmorgen et al (1986), encuentran que en dichas condiciones la respiración de los granos, insectos y microorganismos produjo una atmósfera rica en CO2 y pobre en O2, inhibiendo la actividad de insectos y microorganismos.

Almacenaje en bolsas plásticas


Las bolsas plásticas son un tipo especial de almacenaje hermético. La mayoría de los trabajos realizados hasta el momento han sido experimentos de laboratorio o en bolsas a escala, en donde se trató de determinar el efecto de la humedad de almacenaje sobre la calidad de los granos de trigo, maíz y girasol. Estos trabajos, aunque útiles, son solo aproximaciones preliminares, ya que el comportamiento de la temperatura y la conformación del ambiente en el interior de las bolsas es diferente en los experimentos a escala que en las bolsas de tamaño comercial. No se han realizado en el país hasta el momento trabajos con rigor científico en bolsas de tamaño comercial. Como este sistema es una adaptación local de una técnica para almacenar granos húmedos, tampoco se encontraron trabajos en el exterior.

Casini (1996), realizó ensayos en laboratorio almacenando granos de trigo en bolsas plásticas herméticas con humedad de 12, 14 y 16% a 22-23 °C durante 60, 116, 136 y 208 días. La humedad inicial del trigo fue de 12%, el cual fue rehumedecido hasta alcanzar el 14 y 16%. El poder germinativo (PG) inicial fue de 94%, el cual se mantuvo en las bolsas con trigo almacenado a 12% de humedad durante 208 días, en tanto que a 14% de humedad el PG final se redujo a 62%, y a 3% a 16% de humedad. La calidad panadera también fue afectada por la relación humedad tiempo de almacenamiento. A 12% de humedad la calidad panadera se mantuvo durante todo el período de almacenamiento, en tanto que a 14% se observó un deterioro, y a 16% el deterioro fue mucho mayor. En otro trabajo, Casini (1996) realizó un ensayo embolsando 20 toneladas de trigo a 13% de humedad, donde encontró que el PG (96% inicial) y la calidad panadera no fueron afectados durante el período de almacenamiento, pero no se informa el tiempo de almacenamiento. A su vez recomienda que a 13% de humedad no se superen los 60 días de almacenamiento, y si se quiere almacenar por más de 60 días se debe secar el grano por lo menos a 11%. Bartosik y Rodríguez (1999) realizaron ensayos embolsando maíz en bolsas de 50 kg a 13.6, 15 y 17% de humedad durante un período de cuatro meses. La calidad comercial del maíz (grano dañado y peso hectolítrico) no se afectó luego de los cuatro meses de ensayo en las bolsas con 13.6% de humedad, en tanto que a 15% la calidad comienza a deteriorarse a partir de los 2 meses, y a 17% el deterioro comienza antes de los 2 meses. Los mismos autores hicieron estudios en una bolsa de 3500 kg de maíz a 14% de humedad. Encontraron que la oscilación diaria de la temperatura alcanza los primeros 15-20 cm superficiales, mientras que el resto del grano no sufre alternancias diarias de temperatura. Casini (1996) trabajando con girasol, embolsó semillas en bolsones plásticos en condiciones de campo (no laboratorio) en tres rangos de humedades, 8-10%, 10-12% y 12-14% a partir del mes de marzo. Informó no haber observado aumento de la temperatura de la semilla durante el ensayo. Las determinaciones de calidad establecieron que con humedades hasta 12% no se observó aumento considerable de la acidez en los primeros cuatro meses. Además, la semilla se conservó bien durante cuatro meses a 12-14% y hasta siete meses con menos de 12%. Al finalizar el ensayo la acidez de la semilla en las bolsas era de 1 a 2.2% y en las celdas (testigo) era de 1.6%.

Efecto de la hermeticidad sobre la actividad de los insectos


La actividad respiratoria de los insectos y granos confinados provocan la caída en los niveles de O2 y el aumento de CO2 en el granel confinado en un ambiente hermético. Cuanto mayor es la actividad del granel, más rápido será el consumo de O2 y la generación de CO2. Oxley y Wickenden (1963), citado por Bogliaccini (2001), estudiaron el consumo de O2 y la generación de CO2 en trigo confinado infectado con 13 y 133 gorgojos (Sitophilus granarius) por kg. Ellos encuentran que en el trigo infectado con 13 gorgojos por kg la producción de CO2 fue en incremento hasta los 20 días, donde se estabilizó en 14%, en tanto que aproximadamente el nivel de O2 disminuyó desde 21% a 2%. En el caso del trigo infectado con 133 gorgojos por kg el consumo de O2 fue mucho más rápido, disminuyendo a 3% en solo 5 días y a casi 0% en 10 días.

La bibliografía referida al control de insectos con atmósferas modificadas es extensa y ha merecido importantes revisiones (Annis, 1986). Estos trabajos se basan en la modificación de la atmósfera a través de la adición de gases (N2 o CO2) para eliminar el oxígeno y crear un ambiente desfavorable al desarrollo de insectos y hongos. La literatura establece que concentraciones de CO2 y O2, tiempo de exposición, especie de insecto, estado de desarrollo (huevo-larva-pupa-adulto), temperatura y humedad relativa son los principales factores que influencian la mortalidad de los insectos en los tratamientos de control. Los estudios de control de insectos con atmósferas controladas o modificadas se pueden separar en: atmósferas con baja concentración de O2 y atmósferas enriquecidas con CO2.

Atmósferas con baja concentración de oxígeno: la mayoría de los trabajos se refieren a atmósferas con concentraciones de O2 menores a 1%. Estas atmósferas se logran agregando N2, CO2 o cualquier otro gas. La mayoría de las especies estudiadas mostraron una mortalidad de 95% o más durante 10 días de exposición, tanto en atmósferas con 0,1 o 1% de O2 (Annis, 1986).

Atmósferas enriquecidas con CO2: cuando la concentración de O2 es menor a 5% se observa un incremento en la mortalidad. Los datos de eficacia de control de insectos con atmósferas con menos de 20% de CO2 son confusos. No se sabe cual sería el tiempo de exposición requerido para lograr un control total, pero sería superior a los 25 días (Annis, 1986). En los tratamientos de fumigación con CO2, el producto de la concentración de CO2 y tiempo de exposición (de aquí en adelante llamada ct-producto) es utilizado para representar la dosis (Alagusundaram et al, 1995). A una determinada temperatura y contenido de humedad, la mortalidad de los insectos es influenciada por la concentración del gas y el tiempo de exposición. Para realizar un control total de la mayoría de las plagas de granos almacenados en atmósferas enriquecidas con CO2, Bank y Annis (1980), recomiendan una relación ct-producto de 12600%h, en tanto que Annis (1986) recomienda elevar la dosis a 16000%h. En teoría esta dosis se podría cumplir con cualquier relación concentración/tiempo, pero la mayoría de los trabajos realizados parten de una dosis mínima de 40% de CO2. Bartosik et al (2001), encuentran que para una misma relación ct-producto, aquella conseguida con la menor dosis y mayor tiempo de exposición fue la más efectiva. Esta sería una situación favorable para las bolsas, ya que la concentración de CO2 lograda no sería muy elevada, pero el tiempo de exposición puede ser lo suficientemente prolongado como para realizar un buen control. La literatura demuestra que el control de insectos con CO2 a bajas dosis es igualmente efectivo. White y Jayas (1993), lograron un control completo de Cryptolestes ferrugineus (Stephens) con 29% de CO2 durante dos semanas de exposición (ct-producto 9744 %h) con temperaturas declinando de 25 a 20°C. A una concentración aun más baja (20%) y a una temperatura ligeramente más alta (25 ± 3°C), Cryptolestes ferrugineus (Stephens) pudo ser controlado en 4-6 semanas (ct-producto desde 13440 hasta 20160 %h) (White et al, 1990).

La humedad relativa del granel también tiene efecto sobre la actividad de los insectos. A muy bajas humedades relativas se produce una pérdida de agua a través de la cutícula, lo que causa el desecamiento y el aumento de la mortalidad de los insectos. Aunque existen especies que logran soportar humedades relativas del orden del 10%, la gran mayoría muere. Por ejemplo, el gorgojo del arroz (Sitophilus orizae) tiene una humedad relativa crítica del 60%, por debajo de ésta aumenta su mortalidad. En el caso del trigo, una humedad relativa del 60% corresponde a un contenido de humedad del grano de 12.9 % a 25°C (Bogliaccini, 2001).

La temperatura afecta no sólo la actividad de los insectos, sino también la de todo el granel. Los insectos plagas de los granos son un gran problema en climas tropicales o subtropicales, no obstante pueden causar serios problemas en climas templados. El óptimo de desarrollo de los insectos de los granos se encuentra entre 25-30 °C (Yanucci, 1996), pero con temperaturas por encima de 10°C algunas especies pueden causar problemas (Brooker et al, 1992). La respiración del grano también está influenciada por la temperatura del granel. Tabla 1.

Tabla 1. Respiración de trigo duro de primavera con 15% de humedad a diferentes temperaturas (Bogliaccini, 2001)

Temperatura (ºC)

Anhídrido carbónico respirado (mg/100 gr de grano/24 horas)

4

0,24

25

0,45

35

1,30

45

6,61

55

31,73

65

15,71

75

10,28

Cuanto más baja es la temperatura del granel, menor es la actividad biológica en el mismo. A bajas temperaturas disminuye la actividad de los insectos (disminuye el riesgo de infección y el consumo de materia seca) y la de los propios granos, mejorando las condiciones de almacenamiento de los mismos.

El almacenaje en bolsas además de crear un ambiente poco favorable para el desarrollo de insectos en su interior, también reduce notablemente la posibilidad de contaminación del granel. Las vías de infestación en los graneles pueden ser: 1) en el campo, 2) en instalaciones contaminadas previo al ingreso del grano y 3) infestación posterior de granos ya almacenados. Con el almacenaje en bolsas plásticas la única vía posible de infestación es a campo. Si el grano viene con insectos desde el campo, estos van a ingresar a la bolsa junto con los granos. En cambio, la segunda vía no es factible debido a que las bolsas son descartables por lo que no hay posibilidad que estén contaminadas antes de su uso. Este es un aspecto muy importante porque esta segunda alternativa generalmente es la fuente más importante de contaminación del granel. La tercera vía también es eliminada, ya que la bolsa cerrada herméticamente constituye una barrera que impide la entrada de cualquier tipo de insectos.
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