Aereacion En Granos Almacenados

Introducción

La regla básica para la conservación de granos almacenados es ingresar al granel grano seco, sano, limpio y frío.

La temperatura y la humedad actúan como catalizadores de los procesos metabólicos aumentando la tasa de respiración de los granos y por ende las pérdidas de materia seca. A mayor temperatura y humedad, mayor riesgo en la conservación de los granos, y a su vez un grano que no está sano y limpio es más propenso a ser atacado por hongos e insectos.

La técnica de aireación se basa en utilizar al aire como un fluido que intercambia energía, en forma de calor o de agua, con los granos. Si las condiciones del aire en cuanto a temperatura y humedad son adecuadas, se puede utilizar el flujo del aire para enfriar los granos y en algunos casos para extraer humedad, disminuyendo su actividad metabólica (menos pérdidas de materia seca por respiración) y controlando, de manera indirecta a través de la disminución de la temperatura y humedad, el desarrollo de hongos e insectos.

Se puede utilizar la aireación para enfriar y mantener frío grano seco durante el almacenamiento, almacenar grano húmedo hasta que pueda ser secado o inclusive para secar grano, ya sea con el sistema de seca aireación o en secado con aire natural, pero se debe tener en cuenta que los sistemas son diferentes en cuanto características y requerimientos según cada caso.

Flujo de aire

El movimiento del aire a través del grano se denomina flujo. Este flujo se puede caracterizar a través de dos parámetro que son caudal (Q) y presión (P).

El caudal de aire se define como el volumen de aire que se suministra en la unidad de tiempo, de esta manera puede encontrarse expresado como m3 /h, m3/min, etc. Para independizarlo del volumen del granel se utiliza el concepto de caudal específico (Qe), el cual se refiere a la cantidad de aire que recibe un m3 o t de grano en la unidad de tiempo, y es el parámetro más adecuado para determinar los requerimientos de los distintos tipos de aireación. Se puede encontrar expresado como m³/m³/h, m3/t/min, m3/m3/min, etc. Los requerimientos de caudal específico son diferentes para cada caso, en la tabla 1 se observa que el caudal específico demandado para el secado con aire natural pueden ser hasta 100 veces mayor que los utilizados para enfriar y uniformar la temperatura dentro del granel, por este motivo se debe tener bien claro cuales serán las funciones que se le demandarán a los sistemas de aireación y de ahí poder dimensionarlos adecuadamente.

Objetivo Caudal específico (Qe)

Enfriar y uniformar temperaturas 2.5 a 9.0 m³/m³/h

Mantener frío grano húmedo 22 m³/m³/h

Secado y enfriado en seca-aireación 35 a 60 m³/m³/h

Secado con aire natural 120 a 360 m³/m³/h

Tabla 1: Qe requeridos en m³/h/m³ para diferentes objetivos de la aireación.

La presión es el otro parámetro que caracteriza al flujo del aire y su magnitud depende de la suma total de las pérdidas de carga que debe soportar el sistema.

Los ventiladores de los sistemas de aireación se pueden caracterizar por sus curvas típicas de presión y caudal. En líneas generales, a medida que aumenta la presión que debe soportar el ventilador disminuye el caudal que puede otorgar, por lo que las pérdidas de carga que se producen en el sistema afectan directamente al caudal de aire (figura 1). En algunas situaciones esto puede resultar crítico y comprometer la calidad de la aireación. El aumento de las pérdidas de cargas también implica un mayor gasto de energía por lo que el sistema se vuelve más ineficiente.

Los fabricantes deberían ofrecer las curvas presión-caudal de sus ventiladores, ya que éstas dependen exclusivamente del diseño del ventilador. El conocimiento de estas curvas permite saber si para una determinada función de la aireación, el ventilador puede satisfacer las demandas de caudal venciendo las pérdidas de carga del sistema. Ventiladores equipados con motores de igual potencia, debido a sus diferentes diseños pueden o no ser aptos para determinadas funciones de la aireación (figura 1). De esta manera si se debe airear un granel cuyo sistema posee una pérdida de carga de aproximadamente 400 Pa, el ventilador A ofrecería un caudal de 7.300 m³/h (a), en cambio el ventilador E ofrecería un caudal de aproximadamente 28.700 m³/h (e). Entre estos dos ventiladores, ambos funcionando con motores de la misma potencia, hay una diferencia de más de 20.000 m³/h. Si estos ventiladores se encuentran instalados en un silo de 800 m³, el ventilador A ofrecería un caudal específico de 9,1 m³/h/m³, solo apto para enfriar grano seco, en cambio el ventilador E estaría ofreciendo un caudal específico de 35,8 m³/h/m³, apto para mantener frío grano húmedo e inclusive para utilizarlo en un sistema de seca-aireación.

Figura 1: Curva característica de presión-caudal de ventiladores de igual potencia y diferentes diseños (Lasseran J.C., 1981).

Por lo dicho anteriormente, y según se desprende de la figura 1, las pérdidas de carga aumentan la presión del flujo al atravesar el sistema, y este aumento de la presión generalmente va acompañado por una disminución del caudal, en función de esto resulta importante conocer cuales son los factores que aumentan las pérdidas de carga en el sistema de aireación.

Factores que afectan las pérdidas de carga

A- Tipo de granos: el tipo de grano afecta la resistencia al pasaje del aire a través de el volumen de aire que requiere, la superficie y forma característica de los granos, el número, tamaño y configuración de los espacios vacíos y la variabilidad en el tamaño de los granos. En general los granos más pequeños se acomodan mejor, dejando un espacio intergranario más pequeño lo que aumenta la resistencia al pasaje del aire (tabla 2).

Semillas o Granos Velocidad del aire (m/s) o Caudal específico (m³/m³/s)

0.10 0.15 0.20 0.23 0.25 0.28 0.30

Trigo 30 51 77 91 107 123 140

Cebada 29 48 73 85 102 118 135

Maíz 3 6 11 13 17 19 22

Soja 8 17 28 34 40 47 55

Ryegrass 69 116 168 199 229 262 296

Alfalfa 221 371

Tabla 2: Resistencia al flujo del aire, en mm de columna de agua, para un metro de profundidad de semilla o grano (McLean K.A., 1980).

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