Cinetica de secado, consumo de energía, análisis económico y ambiental del secado de cáscaras de granada usando un secador solar híbrido comparado con un secador de horno

Convertir los residuos de fruta en un tesoro útil

El zumo de granada es popular en todo el mundo, pero casi la mitad de cada fruta—principalmente la cáscara—suele acabar como residuo. Esa cáscara, en realidad, es rica en compuestos naturales que pueden emplearse en alimentos, medicina y cosmética. El reto es cómo secarla de forma segura y económica sin desperdiciar electricidad ni dañar el medio ambiente. Este estudio examina una forma inteligente de hacerlo usando la energía solar, comparando un nuevo secador solar híbrido con un horno eléctrico estándar para ver cuál seca las cáscaras de granada mejor, más barato y con una huella de carbono menor.

Una forma más inteligente de aprovechar la luz solar

El núcleo del trabajo es un secador solar indirecto híbrido, un equipo de tamaño tipo armario que utiliza la luz solar como fuente principal de calor pero también incluye una pequeña resistencia eléctrica y ventiladores como respaldo y para control. La radiación solar calienta el aire dentro de un colector metálico plano; los ventiladores impulsan ese aire caliente hacia una cámara de secado aislada, donde las cáscaras de granada reposan en capas finas sobre bandejas giratorias para recibir exposición uniforme. Una unidad de control mantiene la temperatura y la humedad del aire en valores fijados, de modo que el proceso se mantenga estable incluso cuando cambian las condiciones exteriores. Los investigadores ensayaron tres temperaturas de secado—50, 60 y 70 °C—y tres espesores de capa de cáscara—1, 2 y 3 cm—y luego compararon los resultados con un horno eléctrico convencional funcionando en las mismas condiciones de temperatura y espesor.

Cómo de rápido pierden agua las cáscaras

Las cáscaras frescas de granada comienzan con una humedad muy alta, alrededor de tres cuartas partes de su peso en agua. Tanto el secador solar como el horno fueron capaces de reducir esto hasta un estado final muy seco de alrededor del 2–3 % de agua, lo que es suficientemente seco para almacenamiento seguro y procesamiento posterior. Como era de esperar, temperaturas de secado más altas hicieron que las cáscaras perdieran agua más rápido, y las capas más gruesas mostraron generalmente mayores tasas de secado momentáneas porque contenían más agua por eliminar. En ambos sistemas, la tasa de secado alcanzó su pico al principio—cuando el agua libre escapa con facilidad—y luego disminuyó a medida que las cáscaras se volvían más secas y el agua tenía que desplazarse desde capas más profundas del tejido. A 70 °C y 3 cm de espesor, el secador solar híbrido alcanzó una tasa máxima de secado de aproximadamente 196 kilogramos de agua eliminada por kilogramo de materia seca por hora, ligeramente superior al horno en condiciones similares.

Reduciendo el consumo eléctrico y las emisiones de carbono

Aunque ambos sistemas produjeron cáscaras con un nivel de sequedad similar, su uso de energía fue muy distinto. El horno convencional dependía enteramente de la electricidad, mientras que el secador solar híbrido empleó una mezcla de calor solar y una menor cantidad de respaldo eléctrico. Como resultado, el sistema basado en energía solar redujo el consumo eléctrico en torno a dos tercios o tres cuartos comparado con el horno, según la temperatura y el espesor de la capa. Por ejemplo, en la condición más exigente (50 °C y capa de 1 cm), el horno consumió aproximadamente 7.769 vatios por kilogramo de cáscaras, mientras que el secador híbrido usó solo alrededor de 2.116 vatios por kilogramo. Durante su vida útil, la construcción del secador solar requirió alrededor de 1.270 kilovatios-hora de energía “embebida”, pero su operación anual evitó tanta electricidad de origen fósil que el periodo de recuperación energética fue solo de aproximadamente 2,4 a 6,3 años—muy por debajo de la vida útil supuesta de 30 años. Esto se tradujo en una estimación de 75,5 toneladas de dióxido de carbono evitadas y varios cientos hasta más de dos mil dólares estadounidenses en valor potencial de créditos de carbono a lo largo de su vida.

Contando los costes para agricultores e industria

El equipo también examinó el dinero, no solo la energía. El secador híbrido es deliberadamente sencillo en su construcción, usando un armazón de madera, aislamiento básico, una resistencia estándar y un ventilador pequeño, manteniendo el coste de compra alrededor de 200 dólares estadounidenses—mucho menor que muchos secadores industriales. Cuando consideraron la inversión, el mantenimiento y la electricidad, hallaron que secar cáscaras de granada en el secador solar podría costar tan poco como aproximadamente 144,5 dólares por tonelada, especialmente al funcionar a 70 °C con una capa de cáscara de 1 cm. Esa configuración seca rápidamente, lo que significa que se pueden procesar más toneladas de cáscaras al año, diluyendo los costes fijos sobre una mayor producción. En muchos casos, el secador híbrido resultó más barato por tonelada que el horno, además de usar menos electricidad de la red.

Por qué esto importa en la vida cotidiana

Para un público no especializado, la conclusión es directa: en lugar de tirar las cáscaras de granada, podemos secarlas de forma eficiente usando el sol y convertirlas en ingredientes para alimentos más saludables, suplementos y cosméticos. El estudio muestra que un secador solar híbrido de coste relativamente bajo puede ofrecer un buen rendimiento de secado, reducir drásticamente el uso de electricidad y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con un horno convencional. Con periodos de recuperación de energía cortos y menores costes de operación, tales sistemas podrían ayudar a agricultores, pequeños procesadores y comunidades rurales a añadir valor a los “residuos” agrícolas, mejorar ingresos y respaldar una producción alimentaria más respetuosa con el clima al mismo tiempo.

Cita: Metwally, K.A., Khater, ES.G., Bahnasawy, A.H. et al. Drying kinetics, power consumption, economic and environmental analysis of pomegranate peels drying using a hybrid solar dryer compared with oven dryer. Sci Rep 16, 7395 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-22464-7

Palabras clave: secado solar, cáscara de granada, valorización de residuos alimentarios, energía renovable, secador híbrido