Manejo de la aireaci�n

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El objetivo fundamental de la aireaci�n es la reducci�n de la temperatura. Por consiguiente, el proceso debe realizarse cuando la temperatura del aire es inferior en algunos grados a la temperatura del grano. Dos importantes factores deben ser tomados en consideraci�n: la humedad relativa del aire y la diferencia de temperatura entre grano y aire.

En funci�n del contenido de humedad del grano, el aire puede tener un efecto de secado, de rehumedecimiento o de mantenci�n del equilibrio higrosc�pico, dependiendo de las condiciones de temperatura y humedad relativa del aire y de la diferencia de temperatura entre el grano y el aire. Fus (1982) cita que cuando la temperatura del aire es de 5,0�C a 8,5�C m�s baja que la del grano, deber�a de utilizarse la aireaci�n.

Bas�ndose en un m�todo simple de orientaci�n para realizar la aireaci�n, t�cnicos del "Institute Technique des Cereales et des Fourrages." (Par�s, Francia) crearon un diagrama simple para los usuarios (figura 14). Este se aplica a cereales cuya humedad se aproxima a las normas de almacenaje. Este diagrama tiene una construcci�n te�rica, que ha sido verificado en la pr�ctica; sus elementos de base son: i) el gr�fico psicrom�trico; y ii) las curvas de contenido de humedad de equilibrio de los granos.

Para esto, tres par�metros son necesarios:

• la temperatura del grano, obtenido por la termom�tr�a
• la temperatura del aire ambiente, y
• la humedad relativa del aire ambiente.

La diferencia de temperatura entre el grano y el aire es puesta en la ordenada; la humedad relativa en la abscisa; y el punto encontrado sobre el diagrama, en la intersecci�n de esos dos valores; se sit�an en las zonas que fueron delimitadas, las cuales corresponden a los siguientes niveles de enfriamiento.

1. Aireaci�n sin inter�s: enfriamiento inferior a 3�C
2. Aireaci�n posible: enfriamiento comprendido entre 2 y 5�C
3. Aireaci�n recomendada: enfriamiento comprendido entre 3 a 7�C, zona �ptima
4. Aireaci�n recomendada pero con riesgos de condensaci�n local o de secado: enfriamiento superior a 7�C.

Figura 14. Diagrama simple para la aireaci�n.

Caudal aire para aireaci�n

El caudal de aire apropiado para la aireaci�n de los granos almacenados fue establecido para los Estados Unidos (cuadro 5) basado en el resultado de investigaciones y experiencias.

CUADRO 5: Caudal de aire para aireaci�n de granos almacenado en �reas espec�ficas de los Estados Unidos

Para los granos almacenados a nivel de hacienda, un caudal de aire entre 0,02 y 0,16 m�/min/m� de granos es satisfactorio para las condiciones del clima de los Estados Unidos (clima templado). En Am�rica Latina, no se han hecho suficientes estudios, hasta el momento, con el fin de obtener datos de investigaci�n y experiencia pr�ctica para la determinaci�n de los caudales de aire y de aireaci�n. Se espera que sean mayores que aquellos recomendados para el clima templado. Para condiciones de clima subtropical y sobre la base de consideraciones te�ricas y pr�cticas, se recomiendan los caudales de aire que aparecen resumidos en el cuadro 6.

Siempre se espera falta de uniformidad en la distribuci�n del aire en los sistemas de aireaci�n. En las instalaciones horizontales, el caudal de aire en algunas partes de la masa puede ser la mitad del caudal seleccionado. Esta es una de las razones para recomendar el uso de caudales de aire m�s elevados para este tipo de instalaciones que los usados en las instalaciones verticales. En las instalaciones verticales, el aire est� mejor distribuido y la diferencia entre el flujo m�nimo que pasa y el caudal seleccionado es peque�a. La necesidad de aumentar la potencia del ventilador es un factor limitante para el uso de mayores caudales.

El tiempo necesario para enfriar una masa de granos a una temperatura pr�xima al aire de aireaci�n, depende del caudal del aire y de la intensidad del enfriamiento evaporativo que pueda ocurrir durante la aireaci�n. Aumentando el caudal proporcionalmente disminuye el tiempo del enfriamiento. Por lo tanto, para la selecci�n del caudal de aire se debe considerar el tiempo necesario para reducir la temperatura del grano. En condiciones constantes son necesarios de 600 a 800 vol�menes de aire para enfriar un volumen de granos (Jouin, 1965; Mc Cune et al., 1963). Hay que tener en cuenta que esta generalizaci�n no considera la falta de uniformidad en la distribuci�n del aire en la masa, el estado de diferentes factores biol�gicos que afectan la temperatura de los granos, y las fluctuaciones de la capacidad de enfriamiento del ambiente.

Succi�n o insuflaci�n del aire

El movimiento ascendente (insuflaci�n) o descendente (succi�n) del aire en la masa de granos ha sido motivo de controversia en las discusiones sobre la aireaci�n (figura 14). Se han mencionado argumentos en favor y en contra de los dos procedimientos en la literatura cient�fica.

Diversos puntos deben ser abordados antes de discutirse las ventajas y desventajas de cada uno de los procedimientos de succi�n o insuflaci�n.. En un sistema de aireaci�n bien proyectado, especialmente en el caso de almacenes verticales, puede obtenerse el mismo caudal de aire en todas las partes de la masa tanto por succi�n como por insuflaci�n de aire.

En el caso de ventiladores axiales con motor trif�sico, la rotaci�n de las aspas puede invertirse f�cilmente. Se dice que son necesarios 2/3 del volumen original para obtener esta situaci�n. No se puede realizar el mismo procedimiento usando ventiladores centr�fugos. La inversi�n de la direcci�n de rotaci�n del ventilador centr�fugo altera la configuraci�n aerodin�mica de la m�quina, resultando en una completa alteraci�n de sus caracter�sticas.

CUADRO 6: Caudales de aire (m�. min^-1. ton^-1) de acuerdo ceo el prop�sito de La aplicaci�n

Fuente: Navarro y Calder�n, 1982.

Figura 15. Succi�n e insuflaci�n del aire.

Ventajas insuflaci�n.

• Se obtiene un peque�o calentamiento del aire cuando �ste pasa por el ventilador. El aire h�medo del ambiente puede disminuir su humedad relativa por el calentamiento de 1 a 2�C reduciendo as� el riesgo de aumentar el contenido de humedad de los granos.
• El calor acumulado sobre el techo del silo puede ser eliminado f�cilmente insuflando aire.
• Si los granos calientes est�n en la capa superior no es necesario pasar el aire caliente por toda la masa de granos hasta llegar al ventilador.
• La toma de temperatura es m�s f�cil, considerando que las �reas m�s calientes se localizan por regla general en la capa superior de los granos y pueden ser f�cilmente medidas con term�metros de sonda. Este factor es importante en los silos que presentan una gran superficie, donde las temperaturas deben ser observadas en diversos puntos para evitar la formaci�n de focos de calor.
• Al usar la insuflaci�n de aire en la conservaci�n temporal de granos h�medos, la regi�n cr�tica queda ubicada en la capa superior de los granos. En la aireaci�n por insuflaci�n, la verificaci�n visual de las condiciones del granos se ve facilitada.

Desventajas de la insuflaci�n.

• En el caso de granos en que la temperatura de la masa de granos es elevada, la aireaci�n por insuflaci�n en per�odos de clima fr�o, puede ocasionar condensaciones de humedad del aire de aireaci�n, cuando �ste entra en contacto con la chapa met�lica del techo del silo. La condensaci�n tambi�n puede ocurrir si la capa superficial de la masa est� fr�a debido a la baja temperatura del aire exterior.
• En el caso de ventiladores localizados en el medio exterior, debe instalarse una construcci�n (abrigo) para prevenir la entrada de agua de lluvia dentro del ventilador.
• En algunos sistemas de aireaci�n, el calentamiento del aire provocado por el ventilador es insignificante; en este caso y si la aireaci�n con aire h�medo es realizada por un per�odo de tiempo prolongado, es posible que el grano en torno del ducto de aireaci�n se rehumedezca.
• Si el ventilador est� instalado pr�ximo al �rea de limpieza de los granos o en �reas con mucho polvo, estas impurezas pueden conducirse hacia el interior del ducto de aireaci�n.
• La aireaci�n s�lo puede ser realizada cuando todos los duc�os de distribuci�n del aire est�n cubiertos por granos.

Ventajas succi�n.

• La aireaci�n por succi�n es preferible, particularmente en �reas fr�as, pues previene la posibilidad de condensaci�n de humedad en la superficie de la masa o en la chapa met�lica del techo de los silos.
• Si se emplea aire h�medo para la aireaci�n y, en consecuencia, se rehumedece et grano en toda el �rea superficial de la masa de granos, el efecto de este rehumedecimiento se distribuye por una masa de granos bastante mayor, en contraste con lo que ocurre cuando se usa la insuflaci�n, puesto que en este caso el rehumedecimiento se presenta en una regi�n limitada, junto al ducto de aireaci�n.
• La aireaci�n puede ser realizada cuando los duc�os de distribuci�n del aire no est�n totalmente cubiertos con granos; basta colocar un pl�stico sobre los duc�os descubiertos.

Desventajas de la succi�n.

• No se aprovecha el beneficio de la reducci�n de la humedad relativa del aire cuando �ste pasa por el ventilador.
• En el caso de granos calientes, localizados en el tope de la masa de granos, la aireaci�n por succi�n es dif�cil porque hay riesgo de recalentamiento de las capas inferiores de la masa.
• En la conservaci�n temporal de granos h�medos, la regi�n cr�tica de los granos sujetos a deterioro est� en la capa inferior de la masa; la verificaci�n visual no es posible en este caso.
• Los operadores de las unidades de almacenamiento frecuentemente relatan que las part�culas de los granos quebrados y las impurezas son succionados por el ventilador y se produce el bloqueo de las perforaciones de la chapa que cubre los duc�os de aireaci�n.

En resumen, la decisi�n de usar aireaci�n por succi�n o por insuflaci�n debe tomarse sobre la base de lo anteriormente expuesto. Muchos sistemas de aireaci�n poseen ambas alternativas y se decide el uso de uno de los dos m�todos bas�ndose en la situaci�n imperante.

Conservaci�n temporal de los granos h�medos mediante la aireaci�n

La aireaci�n de granos se aplica frecuentemente en unidades almacenadoras para mantener, por un breve per�odo de tiempo, una masa de granos h�medos sin que se produzca calentamiento, antes del secado (operaci�n en que la capacidad instalada es insuficiente). En una masa de granos h�medos, el proceso respiratorio es intenso, debido al metabolismo del grano y, sobre todo, a los microorganismos presentes. En el proceso respiratorio se consume la materia seca y la energ�a generada produce el calentamiento de la masa.

La aireaci�n de una masa de granos remueve el calor resultante de la respiraci�n de los granos y de los hongos y ayuda tambi�n a evitar el crecimiento de �stos por reducci�n de la temperatura de la masa. Sin embargo, a�n no se han establecido l�mites definitivos de la humedad y temperatura necesarios para el mantenimiento de los granos a trav�s del proceso de aireaci�n.

Como ya se mencion�, la aireaci�n como m�todo para mantener los granos h�medos es practicable en regiones de clima templado, ya que en estas regiones el aire ambiente es fr�o en la �poca de la cosecha. En cambio, la conservaci�n temporal de los granos h�medos en climas tropicales es m�s problem�tica, puesto que a temperaturas mas elevadas la respiraci�n, el crecimiento de hongos y el deterioro del grano son m�s r�pidos. Si tomemos en consideraci�n que los caudales de aire usados en la aireaci�n son muy bajos, el proceso de calentamiento de los granos muy h�medos podr� quedar fuera de control; lo mismo ocurre con el uso frecuente de la aireaci�n. En el Brasil, la aireaci�n para mantenimiento temporal de los granos h�medos puede ser practicada, por lo tanto, en aquellas regiones donde hay condiciones clim�ticas apropiadas por un breve per�odo de tiempo y la humedad del grano no debe exceder de 15 a 17 por ciento, base h�meda.

En conclusi�n, dado que el almacenaje temporal de los granos h�medos es un proceso altamente arriesgado, la aireaci�n debe ejecutarse con gran cuidado y supervisi�n, con el mayor flujo de aire posible y con una temperatura del aire menor que la del grano.

Secado por aireaci�n

En general, la aireaci�n no tiene como objetivo el secado de granos. En el manejo temporal de los granos h�medos ocurre cierta p�rdida de humedad del grano. La t�cnica de aireaci�n debe distinguirse claramente del m�todo de secado de granos a bajas temperaturas en silos secadores-almacenadores. Los flujos m�nimos de aire usados en el secado de granos a bajas temperaturas son 10 a 20 veces mayores que los usados para la aireaci�n de granos.

Remoci�n de olores en la masa de granos

El crecimiento de hongos, la fermentaci�n y la rancidez del aceite, causan olores desagradables a los granos. Esto puede ser minimizado a trav�s de la aireaci�n; el olor a "granos frescos" es una de las caracter�sticas de los granos aireados. Ciertos olores son removidos s�lo temporalmente o ven reducida su intensidad por efecto de la aireaci�n. El olor a la fermentaci�n puede ser f�cil y totalmente removido por la aireaci�n. La disipaci�n de los olores de los granos almacenados no elimina, sin embargo, los problemas del crecimiento de los hongos y de la rancidez del aceite.

Aplicaci�n de fumigantes por medio de la aireaci�n

La aplicaci�n de fumigantes a trav�s de un sistema de aireaci�n es un m�todo pr�ctico y eficiente para fumigar los granos en silos de concreto, ya que en graneros y silos met�licos no es posible hacer la circulaci�n de aire en un circuito cerrado. La distribuci�n del fumigante es uniforme en toda la masa y la dosificaci�n necesaria es menor que la empleada normalmente por el m�todo gravitacional. El volumen de aire que se usa en un m�todo de fumigaci�n de circulaci�n cerrada es muy bajo (1,53 h-1.t-1).

La temperatura �ptima de los granos almacenados para una aplicaci�n efectiva y econ�mica de los fumigantes difiere de acuerdo con el m�todo a ser aplicado. Cuando se usa la aireaci�n, la temperatura tiene menos importancia y el fumigante puede ser efectivamente distribuido en toda la masa de granos dentro de un amplio rango de temperaturas.

Consideraciones finales sobre la aireaci�n

La t�cnica de conservaci�n de granos por la aireaci�n debe utilizarse de manera preventiva. La mayor�a de los usuarios la utilizan actualmente s�lo cuando hay calentamiento de la masa de granos; de esta forma, la aireaci�n est� siendo utilizada como t�cnica correctiva para el calentamiento. Se debe tener en cuenta que durante el almacenamiento se puede a lo sumo conservar las calidades iniciales del grano; por lo tanto, todas las t�cnicas de conservaci�n del grano deben ser aplicadas de manera preventiva. La succi�n y la insuflaci�n presentan ventajas y desventajas que deben tomarse en consideraci�n.

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