Il punto di partenza è il volume utile, cioè lo spazio realmente occupabile dalla merce una volta lasciati i corridoi, le distanze dalle pareti e lo spazio libero davanti agli evaporatori. Una cella piena fino al soffitto o con i bancali appoggiati alle pareti non lascia circolare l’aria, e la temperatura diventa disomogenea.

Il secondo dato, spesso sottovalutato, è la rotazione della merce. Due celle identiche possono avere esigenze molto diverse: una conserva prodotti già freddi che restano fermi per settimane, l’altra riceve ogni giorno merce a temperatura ambiente da raffreddare. Nel secondo caso l’impianto deve togliere molto più calore, e va dimensionato di conseguenza.

Il calcolo del carico termico tiene conto di tutte le fonti di calore che entrano nella cella:

• la merce in ingresso: quantità giornaliera e temperatura di arrivo
• il calore che attraversa pareti, soffitto e pavimento
• l’aria che entra a ogni apertura della porta
• le persone, i carrelli elevatori e l’illuminazione
• il calore prodotto dai ventilatori degli evaporatori e dagli sbrinamenti
• per alcuni prodotti, come la frutta e la verdura, il calore di respirazione

Un dimensionamento corretto evita due errori opposti. Un impianto troppo piccolo non riesce a tornare in temperatura dopo un carico importante. Uno troppo grande lavora a cicli brevi, controlla male l’umidità e si usura prima.

Ogni cella nasce per una fascia di temperatura precisa, e da questa scelta discendono isolamento, porte, evaporatori e sbrinamento. Le fasce più comuni sono:

• celle a temperatura positiva, indicativamente tra 0 e +4 °C, per carni fresche, latticini e prodotti freschi
• celle per ortofrutta, con temperature diverse secondo il prodotto e un controllo stretto dell’umidità
• celle a temperatura controllata per farmaci, tipicamente tra +2 e +8 °C oppure tra +15 e +25 °C
• celle a temperatura negativa, intorno a -18/-25 °C, per surgelati e congelati
• celle di abbattimento e surgelazione rapida, che portano il prodotto in temperatura in tempi brevi

Una cella progettata per una classe può raramente essere convertita a un’altra senza interventi importanti. Per questo, in fase di progetto, conviene ragionare anche su come potrebbe cambiare l’attività nei prossimi anni: un’area modulare, divisa in più celle indipendenti, si adatta meglio di un unico grande volume.

L’involucro di una cella industriale è fatto di pannelli isolanti sandwich: due lamiere, generalmente in acciaio preverniciato o inox nelle zone a contatto con alimenti non confezionati, con un’anima isolante in mezzo. I materiali più usati sono il poliuretano espanso (PUR) e il poliisocianurato (PIR), che offre un comportamento migliore in caso di incendio. Dove le prescrizioni antincendio lo richiedono si usano pannelli in lana minerale, meno isolanti a parità di spessore.

Lo spessore cresce con la differenza di temperatura tra interno ed esterno. Come ordine di grandezza, le celle positive usano pannelli più sottili, le celle negative e quelle di surgelazione pannelli sensibilmente più spessi. Il valore giusto si sceglie con il calcolo, mettendo sulla bilancia costo iniziale e consumi per tutta la vita della cella.

Quanto lo spessore contano i dettagli costruttivi:

• giunti e raccordi: ogni fessura tra i pannelli è un ponte termico e una via d’ingresso per l’umidità
• barriera al vapore: l’umidità che penetra nell’isolante lo degrada e, nelle celle negative, si trasforma in ghiaccio dentro le pareti
• pavimento: nelle celle negative deve essere isolato e protetto contro il gelo del terreno sottostante, che altrimenti può sollevarsi e danneggiare la soletta
• passaggi di tubi e cavi: vanno sigillati con cura, perché sono il punto in cui l’involucro viene forato

La porta è l’unico punto della cella che si apre decine o centinaia di volte al giorno. Ogni apertura fa entrare aria calda e umida, che diventa carico termico e ghiaccio sugli evaporatori. La scelta del tipo di porta dipende dall’uso:

• porte a battente, adatte a celle di piccole dimensioni con accessi poco frequenti
• porte scorrevoli, per i passaggi con carrelli elevatori e transpallet
• porte rapide ad avvolgimento, che si aprono e si chiudono in pochi secondi, ideali nelle zone ad alto traffico
• tende a strisce e lame d’aria, come protezione aggiuntiva quando la porta resta aperta durante il carico

Nelle celle negative la porta ha bisogno di resistenze anticondensa sul telaio, per evitare che la guarnizione geli, e di una valvola di compensazione della pressione. Dove il traffico è intenso, un’anticella a temperatura intermedia riduce lo scambio d’aria con l’esterno e protegge la cella principale.

La sicurezza delle persone fa parte del progetto: ogni cella in cui si entra deve avere un dispositivo di apertura dall’interno e un sistema di allarme per chi dovesse restare chiuso dentro.

L’evaporatore è lo scambiatore che toglie calore all’aria della cella. Il suo posizionamento decide come circola l’aria: deve raggiungere tutta la merce in modo uniforme, senza zone morte e senza getti diretti su prodotti delicati. In celle lunghe o con scaffalature alte si usano più evaporatori o canalizzazioni dedicate.

Durante il funzionamento sull’evaporatore si forma brina, che va rimossa con lo sbrinamento. Le soluzioni principali sono tre:

• sbrinamento ad aria, sfruttando la temperatura della cella stessa: è possibile solo nelle celle positive
• sbrinamento elettrico, con resistenze integrate nella batteria: semplice e diffuso
• sbrinamento a gas caldo, che usa il refrigerante caldo dell’impianto: più rapido ed efficiente, ma richiede un impianto predisposto

Lo sbrinamento ideale interviene solo quando serve e termina appena la batteria è pulita. Ogni sbrinamento in più è energia spesa due volte: per scaldare la batteria e poi per rimuovere quel calore dalla cella.

La temperatura è il parametro che tutti guardano, ma per molti prodotti l’umidità relativa conta altrettanto. Un’aria troppo secca disidrata frutta, verdura, carni e formaggi non confezionati, con perdita di peso e di aspetto. Un’aria troppo umida favorisce muffe, condensa sugli imballaggi e ghiaccio.

L’umidità in cella dipende in gran parte dalla differenza tra la temperatura dell’aria e quella dell’evaporatore. Una differenza piccola, ottenuta con evaporatori più grandi, mantiene l’aria più umida; una differenza ampia la asciuga. È una scelta che si fa in fase di progetto, perché cambiare evaporatori a cella finita è costoso. Dove serve un controllo più fine si aggiungono umidificatori o sistemi di deumidificazione dedicati.

Una cella moderna non si limita a mantenere la temperatura: la misura, la registra e avvisa quando qualcosa non va. Le sonde vanno posizionate nei punti rappresentativi della cella, non solo vicino all’evaporatore. I dati registrati servono per il piano di autocontrollo alimentare, per le verifiche dei clienti e, nel farmaceutico, per dimostrare la conformità alle buone pratiche di distribuzione.

Gli allarmi devono raggiungere qualcuno in tempo utile, anche di notte e nei giorni festivi. Collegare il monitoraggio al servizio di assistenza 24/7 permette di intervenire prima che una temperatura fuori range diventi un danno alla merce.

C’è poi il tema dell’energia. Le celle sono tra i maggiori consumatori di un’azienda alimentare o logistica, e oggi possono essere servite da impianti a refrigerante naturale R744, cioè a CO₂, che recuperano il calore prodotto dalla refrigerazione per scaldare locali e acqua. Le stesse tecnologie che usiamo nei chiller e nelle termopompe a CO₂ si applicano anche al freddo industriale.

Agroalimentare

Nell’industria alimentare le celle lavorano spesso a stretto contatto con la produzione: materie prime in ingresso, semilavorati, prodotti finiti in attesa di spedizione. Contano la separazione tra prodotti diversi, la facilità di pulizia di pareti e pavimenti, i materiali idonei al contatto con alimenti e la possibilità di abbattere rapidamente la temperatura dei prodotti appena cotti. Un esempio è il lavoro svolto per Terrani SA, con celle frigorifere e laboratori.

Ortofrutta

Frutta e verdura sono prodotti vivi, che continuano a respirare dopo la raccolta. Ogni varietà ha la sua temperatura e la sua umidità ideali, e alcune non tollerano di stare vicino ad altre. Per questo nell’ortofrutta si progettano spesso più celle indipendenti, con evaporatori dimensionati per mantenere un’umidità elevata e una ventilazione delicata. Abbiamo approfondito il tema nell’articolo dedicato al settore ortofrutticolo.

Farmaceutico

Nel farmaceutico la priorità è la stabilità documentata. Le celle devono mantenere la temperatura entro limiti stretti in ogni punto, cosa che si verifica con una mappatura termica prima della messa in servizio e periodicamente. Servono registrazione continua, allarmi ridondanti e, spesso, impianti di riserva che subentrano in caso di guasto. Tutto deve essere tracciabile, perché le autorità e i committenti chiedono prove, non promesse.

Logistica

Nei magazzini logistici la cella è un luogo di passaggio più che di sosta. Le porte si aprono di continuo, i carrelli entrano ed escono, la merce cambia ogni giorno. Qui fanno la differenza le porte rapide, le anticelle e le banchine refrigerate, l’altezza utile per le scaffalature e una potenza frigorifera capace di recuperare in fretta dopo ogni apertura.

Le scelte fatte in fase di progetto restano con la cella per tutta la sua vita: lo spessore dei pannelli, il tipo di porta, la posizione degli evaporatori, il sistema di sbrinamento. Correggerle dopo è sempre più costoso che deciderle bene all’inizio. Per questo il punto di partenza è un sopralluogo, che permette di capire come lavora l’azienda nella pratica, quanta merce entra e quanto spesso, e quali spazi sono disponibili.

Una cella ben progettata consuma meno, protegge meglio la merce e chiede meno interventi. È il risultato di tante scelte piccole, fatte tutte nella stessa direzione.