Aireación y Refrigeración

Publicado el: 11/5/2020
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Cuando me toca dar charlas o cursos sobre aireación frecuentemente planteo algunas preguntas, por ejemplo:

  • ¿En cuánto tiempo se renueva todo el aire de un granel?
  • ¿Cuánto tiempo tarda en enfriarse el grano?
  • ¿Qué enfría más: un aire frío y seco o un aire frío y húmedo?
  • ¿Qué diferencia de manejo hay si insuflamos o extraemos el aire?
  • ¿Cuál es la presión estática de trabajo?
  • ¿Conoce el caudal específico del silo?
  • ¿Cómo sale el aire del silo cuando se está aireando por un foco de calentamiento central?
  • ¿Qué enfría más rápido un aire de 20°C o un aire de 13°C?
  • ¿Cuántas horas se aireó en todo el almacenaje?
  • ¿Cómo hacer para que el grano gane humedad con la aireación?
  • ¿Cuánta humedad extraerá en el sistema de post-enfriado en silo?
  • ¿Cuántos kWh/t consumió?
  • ¿Cuál es el efecto de secado por minuto?

Solo concretando algunas de estas preguntas ya podemos definir si el responsable del manejo de granos tiene un conocimiento básico de lo que es una aireación y de como trabaja. Lamentablemente puedo decir que la gran mayoría de las veces no se responden correctamente. En definitiva prácticamente todo el mundo tiene aireación pero la mayoría no sabe como trabaja. Vamos a tener que hacer una nueva edición de nuestro libro de Aireación y Refrigeración.

Por otro lado no es poco común cuando hablamos de refrigeración artificial, que muchos opinen que es caro, innecesario, difícil de amortizar, etc., ideas equivocadas sobre esta noble tecnología.

Trataremos entre otros los siguientes temas:

Objetivos de la Aireación y la refrigeración:

  • -              Bajar temperatura.
  • -              Uniformar temperatura.
  • -              Eliminar olores.
  • -              Ayuda a la fumigación (uso de conductos no de ventiladores)
  • -              Mantenimiento de grano húmedo.
  • -              Secado de grano natural y de grano caliente (secado combinado).

Cada uno de estos objetivos tiene requerimientos diferentes y esto podemos visualizarlo definiendo el caudal específico.

Caudal Específico: Lo definimos como la cantidad de aire que pasa por una tonelada de grano en una determinada unidad de tiempo. Por ejemplo si tenemos un ventilador centrifugo de 100 m3/min en una masa de granos de 1000t, el caudal específico será:

100 m3/min = 0,1 m3/min t
   1000t

Este es el parámetro básico que nos dice para que sirve una determinada aireación, claro que va a depender fundamentalmente del grano y la región en que se encuentra.

Veamos el próximo cuadro:

OBJETIVO

CAUDAL ESPECIFICO M3/MIN t

Enfriamiento

0,1 a 0,3 **

Mantenimiento grano húmedo

0,4 a 0,6

Seca aireación

0,8 a 1

Post-enfriado en silo

0,35 a 0,45

** Depende de la región.

Claro está que para definir el CE Ud. debe conocer cual es el caudal que está entregando su o sus ventiladores y cuál es el volumen de grano que está trabajando.

Otro aspecto relevante es la uniformidad en la distribución del aire. Es decir que no podemos tener zonas donde por un problema de resistencia el aire no pasa suficientemente. El aire como cualquier fluido sigue la ley del menor esfuerzo.


Principios de manejo

Este es un aspecto que despierta siempre cuestionamientos, los responsables se preguntan: ¿Cuándo (momento del día), cuántas horas (continuo o discontinuo), cuándo dar otra tanda,  qué pasa si llueve? Etc.

Sabemos que para definir el accionamiento de la aireación necesitamos 5 datos:

1) Temperatura del aire
2) Temperatura del grano
3) Humedad del grano
4) Humedad relativa del aire
5) Objetivo de la aireación.

Conociendo estos 5 datos básicos, en un marco de la historia previa del grano y su destino, podemos definir un manejo. Por ejemplo un aspecto importante es el manejo en TANDAS y por lo tanto cuando es necesario dar una tanda más.

Equipos de monitoreo y automatización

Cuando se habla de aireación no solo interesan los ventiladores y la superficie perforada. También son importantes los exaustores, sombreros o extractores, los cuenta horas, los sensores de aire servido, la termometría, la casilla meteorológica. Todos estos elementos deben estar adecuadamente diseñados y trabajando en forma idónea, para poder tener una aireación eficiente.

Muy comúnmente no se dispone de cuenta horas que nos indiquen cuanto tiempo de aireación recibió un determinado granel. Mucho menos podemos encontrar en los techos de los silos sistemas de medición de humedad relativa y temperatura del aire servido, de manera de conocer qué es lo que la aireación o refrigeración están produciendo en la masa de granos.

Es imprescindible conocer como varían factores como temperatura y humedad a lo largo del almacenaje, como funciona el diagrama de Mollier, como se comporta el grano (Isotermas de sorción de humedad), así como los posibles ritmos de calentamiento o desarrollo de plagas durante la conservación.

 

Costos de Aireación y Refrigeración

Es común que se visualice el gasto de energía eléctrica y se asocie esto al costo. Entonces por ejemplo para enfriar un trigo recién cosechado, se compara para un silo de 1000t una aireación convencional de 0,1 m3/min t contra una refrigeración.

Aireación: considerando una potencia unitaria de aireación de 0,02 CV/t de producto y 400 horas de aireación, para silo de 1.000t tendremos un ventilador de 20CV y un consumo promedio de energía eléctrica de 6.900kWh. Considerando el precio medio del kWh es de 0,15 U$S, tendremos un costo total de U$S 1.037 para airear este silo.

Refrigeración: considerando un equipo de frío de 30.000 kcal/h de potencia frigorífica, con potencia eléctrica total de 16,7 kW,refrigerando a una tasa de 80 t/24 h, tendremos un consumo total de energía eléctrica de 5.000kWh lo que representa un costo de U$S 750 para enfriar el mismo silo.

Es decir, se trata de un verdadero mito, o gran desconocimiento de la tecnología de refrigeración afirmar que su consumo de energía eléctrica es elevado. En el peor de los casos, el consumo de energía eléctrica de la aireación convencional es igual a la de la refrigeración, con la gran diferencia que este último efectivamente reduce la temperatura granaria a niveles seguros, reduciendo mermas, controlando las plagas, manteniendo las propiedades físicas, sanitarias, nutricionales y sensoriales del grano, con mejor rentabilidad para el almacenador.

La aireación requiere varias tandas, en la práctica más de 4 a 5 para llegar a los niveles de temperatura de la refrigeración.

El logro de baja temperatura en forma rápida, sin depender del tiempo, disminuye las pérdidas por respiración (volatil) de la masa de granos. Cada 5°C menos disminuye a la mitad la pérdida. Es decir que una masa de granos a 25ºC pierde 4 veces más que el mismo grano a 15ºC. Esto solo ya justifica la refrigeración.

  • Si el grano está más frío puede mantenerse más rayero, evitando pérdida de peso de agua innecesaria.
  • Si se aplicó algún plaguicida residual el mismo duplica su tiempo de protección.
  • Disminuye más drásticamente el desarrollo de hongos y la posible producción de micotoxinas.
  • Dispone de un grano de mejor calidad, con mejores condiciones de conservación.
  • Evita la perdida de poder y energía germinativa, esencial en semillas o cebada para malta.
  • Reduce el aumento de acidez propia de la degradación de materia grasa, proteínas, etc.

En definitiva con una visión más amplia en prácticamente todas las zonas productoras de granos/semillas de nuestro continente, la refrigeración es más económica que la aireación y su inversión se amortiza en 1 o 2 campañas.

Esto y mucho más que Ud. podrá confirmar con cualquier usuario de refrigeración artificial Cool Seed en su zona. Por si se pregunta porqué la mención a una marca en particular, es por que se trata de una tecnologia desarrollada regionalmente, ampliamente difundida en nuestro continente, que cuenta con la apoyatura técnica local.

Contrariamente a lo que muchos piensan que la refrigeración solo puede usarse sobre grano acondicionado buscando una mejor conservación, se equivocan. La refrigeración se puede usar sobre:

-              Grano húmedo antes del secado.
-              Sobre grano semi humedo (luego de pasar por un primer secado).
-              Sobre grano caliente salido de secadora (para terminar de acondicionar).
-              Sobre grano acondicionado para conservar.

 
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