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Medir volumen de granos dentro de un silo

Publicado: 27 de abril de 2022
Por: Enrique Tamayo
Tengo en la empresa 4 silos verticales y necesito medir mensual el volumen de granos que queda. Tengo todas las dimensiones pero en los silos se forma un cono hacia arriba cuando está llenándose y hacia abajo cuando está descargando; el problema lo tengo en la medición de esos conos.
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Autores:
Enrique Tamayo
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Elías Chávez Delgadillo
Forrajes El Corral
28 de abril de 2022

Si quiere saber la capacidad máxima del silo necesitas saber el ángulo de reposo, este es el ángulo que forma el cono y depende del material que estés almacenando, su humedad, tamaño, forma, etc. Lo puedes medir en pequeño, en un recipiente rectangular estrecho llena con el grano poco a poco y mide el ángulo que forma el cono.

Para silos cilíndricos, cuando están llenos la fórmula es la siguiente:
Volumen=(pi)*(D^2)/4*(H)+(pi)*(D^2)/4*(D/2)*Tangente(ángulo de reposo)/3)

Donde D= diámetro del silo, H= Altura del silo (del cilindro), y el ángulo de reposo depende del material almacenado.

Si tienes la altura del cono (es decir sin contar el cilindro), la fórmula es la siguiente:
Volumen =(pi)*(D^2)/4*(H)+(pi)*(D^2)/4*(h)/3

Donde h es la altura central del cono.

Para cuando estás vaciando, la fórmula es quitando el cono.
Volumen =(pi)*(D^2)/4*(H)-(pi)*(D^2)/4*(h)/3

Para grano de maíz con 14% de humedad el ángulo es 43.5°, pero con maíz con 7.5% de humedad el ángulo es de 22°.

Espero la información te sea de utilidad, saludos.

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Enrique Tamayo
28 de junio de 2022
Elias Chavez Muchas gracias por compartir tu conocimiento y tu tiempo. Me ha sido muy util.
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Ivano Alberti
5 de junio de 2022

Contacta con IFM esto el el instrumento que mide volúmenes
https://www.ifm.com/es/es/product/O3D310

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Jaime Gaviria Londoño
GaviAgro
27 de junio de 2022
Medir cuanto hay en un silo no es muy preciso porque hay factores difíciles de medir como la compactado que se origina en el cargue y descargues de un silo, la vibración interna y externa. Tuve un caso en una planta de silos localizada en inmediaciones de un aeropuerto militar donde operaban aviones ultrasonidos uodos los días. La compactado llego a marcar el 6% . Otro problema esta en medir los ángulos de reposo al llenado y del cono de vaciado, especialmente en silos grandes y cuando el silo ha estado descargando por más de una boca de salida. Para tener mejor precisión cercana a la verdad es mejor instalar un dispositivo en la parte duperior. Nodotros en Gaviagro@gaviagro.com tenemos varios modelos , si quiere contáctenos y con mucho gusto lo asesoramos. También tenemos los nuevos sistemas de control que incluyen termometria, medición de la humedad del grano y del aire intergranular, medición del CO2 y sus variaciones, medición de los niveles de llenado y todo eso agrupado en un software especial que permite visualizar en colores , registrar alarmas y operar automáticamente los sistemas de aireación
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ENRIQUE MACIAS M.
Rycemm
28 de junio de 2022

ESTIMADO Jaime Gaviria Londoño:

Estoy muy de acuerdo con usted en lo que dice:

"Medir cuanto hay en un silo no es muy preciso porque hay factores difíciles de medir como la compactado que se origina en el cargue y descargues de un silo, la vibración interna y externa. Tuve un caso en una planta de silos localizada en inmediaciones de un aeropuerto militar donde operaban aviones ultrasonidos uodos los días. La compactado llego a marcar el 6% .
Otro problema esta en medir los ángulos de reposo al llenado y del cono de vaciado, especialmente en silos grandes y cuando el silo ha estado descargando por más de una boca de salida."

Sería muy provechoso si compartiera con nosotros la marca del equipo que maneja y si es posible, las ligas de la empresa, para documentarnos en relación a esos equipos. Confieso que hace años que no me documento al respecto, y debe haber hoy día sensores, o sistemas que facilitan el cálculo del volumen en los silos, y bodegas de piso plano, y el tonelaje estimado en ellas.

Le envío un cordial saludo

Ing. Enrique Macías Malacara

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Andres Candia
13 de julio de 2022
Según la cantidad de producto que ingresa, bien medidas, conociendo sus características, cómo humedad, densidad aparente, cantidad de grano partido y distribución dentro del silo, compactación, respiración del grano, manejo de la ventilación, saber mermas por insectos, condensación de silo, etc. La medición siempre es aprox. Por lo que la mejor medición es aproximarse, lo más posible a la forma del almacenaje, según fórmula conocida. El manejo constante, afina el ojo para el volumen, cuánto bajo el silo y cuántos camiones cargaste, haber vaciado el silo y comparado resultados, te hará cada vez Equivocar menos.
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Sixto Tejada Pérez
9 de agosto de 2022

Estimado Elias Chavez.

Muy interesante su aportación sobre el calculo de capacidad para silo, al cual me interesa aportar tips para trabajos de verificación de existencias en el caso de manejo de granos; maíz, trigo, sorgo, et al, generalmente no es recomendable el llenar los silos a toda su capacidad ya que se entorpecen labores de conservación.

Es fácil la verificación de dimensiones de un silo con el apoyo del distanciómetro laser, que facilita la tarea de mediciones, importante verificar alturas de grano en la sección del cilindro para obtener un promedio de esa medida y calcular el volumen de la sección del cilindro, el calculo de la sección del cono ya sea hacia arriba como esta delineado por la caída natural del grano o invertido resultado del desalojo, solo implica toma de medida en el interior.

Habiendo realizado toma de medidas y realizado calculo de volumen, se procede en calcular la densidad o peso especifico del grano ya sea con la balanza de campo o con la referencial que los determinadores de humedad modernos calculan en automático.

La toma homogenea de muestra de grano al interior del almacén nos dará un resultado mas apegado a la realidad.

VERIFICACION DE CAPACIDAD TEORICA DE 1,500 TONELADAS EN SILO MARCA GSI.
DADOS:
Diametro ø................. 14.7 metros
Altura cilindro ............ 9.8 metros
Altura cono ............... 3.8 metros
p (pi) ....................... 3.1416
Area de base = p*R^2.......................... 169.72 m²
Volumen cilindro = Area base X altura ... 1,663.23 m³
Volumen de cono = ( p*R^2*ALTURA)/3 .. 214.97 m³
Volumen total = 1,878.20 m³
Densidad (sorgo rojo OI 2021/2022) 0.735 kg/hl
Capacidad real 1,380.479 toneladas

Por lo anterior, el calculo de la capacidad tendrá variación según el producto a almacenar.
Para nuestro caso el interés fue por calcular para sorgo por ser el grano a ocupar el contenedor.

Esperando mi comentario sea de utilidad, me despido de Ustedes.

ATENTAMENTE

Sixto Tejada P.

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Erick Moreno Angulo
Derivados de Maíz de Honduras S.A de C.V - DEMASA
19 de agosto de 2022

Buenos días.. Hay mucha variabilidad en la información acerca de las mediciones de graneles en cilindros. He realizado una serie de pruebas tomando como modelo un silo lleno con diámetro de 14 m y altura de 18 m, emparejado recién llenado a capacidad estándar. Iniciamos las mediciones del alturas vacía y en resumen al inicio del consumo luego de 6 meses de almacenamiento se pierden 50 cm de altura comprobado. Solo en este pequeño ejerció se pierden 50 tm. Acá entra en juego la compactación. La consulta es como hacemos para calcular este factor para que la conciliación del silo de 0, sobrante o faltante según la efectividad de la conservación durante el periodo.
Por otro lado que tan confiable son los equipos modernos; hay datos comprobados que la información dada por estos equipos es veras según lo que ingreso al silo de acuerdo a las romanas de paso vs al finalizar el consumo.. ? Recordemos las variables que sufre el grano durante el almacenamiento (Polveo, perdida de H, insectos, etc.)..

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Juan Navas
26 de agosto de 2022
Erick Moreno Angulo Estimado amigo, como lo han mencionado otros colegas usted ha descubierto la pólvora. Todos conocemos el famoso factor de compactación que afecta a los cereales almacenados en silos verticales. Me tomo 4 años desarrolla la integral triple, tomando en consideración la densidad que varía en función de la altura, tamaño de grano, morfología del grano, coeficiente de fricción, deformación de silos metálicos, entre otros factores. Luego resolver la integral para cualquier tipo de grano y forma de silo. La desmotracion tomo casi un año. La curva de la ecuación resultante es aproximadamente 99,5% igual a la curva real. Todavía estoy en proceso de derechos de autor.
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Jaime Gaviria Londoño
GaviAgro
24 de agosto de 2022
Amigo Erik. Usted está vomprobando lo que y se sabe. La computación. Estime ese valor en porcentaje y aplique lo cuando haga las mediciones. Le recomiendo que bajo las mismas circunstancias cuando vuelva a llenar un silo, haga mediciones cada mes y con eso va viendo como va creciendo la compactado. Pero no se ha perdido nada, solo que el grano se ha acomodado diferente. Construya sus propios indicadores de compactacion para cada silo y con eso aumentará la precision de sus cálculos de inventario0
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Leandro Cardoso
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
25 de agosto de 2022
Estimados, es un tema muy interesante. Quisiera aportar a las valiosas reflexiones que, como se ha dicho, la compactación de los estratos inferiores puede ser un tema relevante en silos de gran envergadura (silos de concreto de 20 metros o mas). No creo que sea un tema relevante en silos de 10-12 m de alto. Tambien puede incidir un cambio en la humedad de la mercaderia. Esto es por ejemplo, si utilizamos aireación o refrigeración en la mercadería, el cambio de humedad de una parte de la misma hace que esta se acomode diferente en un mismo volumen y, por lo tanto, cambie su altura. Esto es muy evidente en silos que tienen una capacidad de secado importante y se tiene por objetivo quitarle 4-5 puntos de humedad en la mercaderia. Aqui se ha observado que en un silo de poco mas de 10 metros la altura de grano, al finalizar el secado, disminuye casi un metro. Saludos!! Saludos!!
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Jaime Gaviria Londoño
GaviAgro
26 de agosto de 2022
Amigo Leandro muy acertado su comentario. Tiene algún indicador que nos pueda compartir de su experiencia?
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Leandro Cardoso
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
27 de agosto de 2022
Jaime Gaviria Londoño se trataba de un silo con grano enrasado o nivelado donde se ingresaba a tomar muestras para medir la evolución del frente de secado. Luego de llenado el silo costaba ingresar al mismo, debíamos tomar muestras ingresando agachados. Al finalizar el mismo ya podíamos tomar muestras parados cómodamente. Es sabido que un parámetro quimico como el contenido de humedad puede afectar no solamente el peso individual del grano sino otras propiedades que tienen que ver con el acomodamiento de los granos. Saludos!!
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Bernardo Serrano
27 de agosto de 2022
Muy ciertas todas las observaciones . Nosotros obtuvimos factores de compactación para el maíz, sorgo y pasta de soya en silos mayor de 20 metros de altura , por 3 meses , en diferentes zonas geográficas (a nivel del mar, a 2200, 1500 y 500 metros de altura), que a su vez representaban diferentes climas ( secos y humedos), diferentes temperaturas (calor y frío ). Los factores de compactación fueron distintos en cada caso . Al calcular los inventarios , siempre se emparejaban los conos , se determinaba la altura final del producto, la humedad y su peso específico . Todos los valores se integraban a la ecuación para su cálculo ( altura inicial y final del producto , factor de compactación , humedad y peso específico ), obteniendo resultados hasta un 98 % de confiabilidad . Como bien comenta el Ing. Enrique Macías , tampoco conozco los equipos que determinen los inventarios , y que tengan una mayor precisión . Saludos
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Ricardo Borda Pulido
30 de agosto de 2022
Buenas noches, la mano del hombre y el ojo del amo. Báscula de paso, midiendo y registrando la entrada y salida de cada silo. Candados físicos en tubos y sellos en bridas o conexiones que permitan drenar tuberías en sitios claves. Automatización de parada y bloqueo de circuitos de accionamiento. Camaras de vigilancia y con monitoreo permanente. Báscula camionera y báscula de paso, que compruebe entradas y salidas, a proceso y despacho. Control de mermas por limpieza y por REGUEROS en proceso, QUE QUEDAN EN EL PISO POR FUGAS. Veces intencionales, y salen con el "ASEO" MUCHAS VECES, SE MEZCLAN GRANOS BUENOS, CON DESECHOS, Y SALEN COMO BASURA. OJO, MUCHAS VECES, LOS FALTANTES A LOS SILOS, JAMÁS ENTRARON, O SALEN VARIAS VECES. El éxito de este control, empieza en el diseño de la planta. Por ejemplo, tuberías de grano que dejan entrar agua lluvia al silo y pudren grandes masas de grano. Bueno amigos, el ojo del amo, engorda el ganado. Cordial Saludo ING Ricardo Borda Pulido.
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Alfredo Pinillos
5 de septiembre de 2022
Estimado Ricardo Borda Pulido, muy buen comentario sobre un tema candente.
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Mario Valerio Martínez
Almer - Almacenadora Mercader
10 de octubre de 2022
Buenos días. En las regiones que almacenan granos en México, se tienen en su mayor parte silos metálicos con capacidad para almacenar 5,000 toneladas, hay de menos y de más capacidad, pero los más comunes son los de 5,000. En comentario anterior, se menciona compactación en silos mayores a 20 metros y en otro comentario los efectos después de tres meses de almacenamiento, ambos comentarios son acertados sin controversia; con el presente me permito comentar que la compactación en silos metálicos con altura de cilindro de 15 metros inmediatamente al terminar de llenarlos hasta el nivel recomendado, es cercana a 4 %, se ha comprobado decenas de veces en las descargas de trenes unitarios donde se llenan dos silos en cada evento. posteriormente se presenta la compactación por el reacomodo propio de los granos ante las vibraciones de los trenes y camiones que pasan cerca, pero sus valores son bajos comparado con el de la presión del grano de la parte superior sobre el de la inferior.
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Mario Valerio Martínez
Almer - Almacenadora Mercader
10 de octubre de 2022

Cuanto mas altos y mayor radio tengan los silos metálicos mayor será la compactación que se presente; en mi experiencia, el mayor dato real obtenido es de 11 %, en un silo con capacidad para 10,000 toneladas con mas de un año de almacenamiento y con carretera principal por un lado y vías FFCC por el otro, maíz blanco era lo almacenado y hubo un repeso por controversias en las mediciones. La diferencia entre las mediciones y lo real aumentó porque su acomodo quedó con figuras imaginarias irregulares y parte alta al centro.

menciono lo de parte alta al centro, porque cuando haces promedios de altura de granel, hay diferencias reales en la cantidad estimada, si la parte alta está en el centro o si está en el perímetro, aunque el promedio sea el mismo. la explicación es que en un promedio todos los datos aportan igual proporción, pero en la realidad, una medida en perímetro aporta mucho mas que una en el centro, por el volumen que representan.

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Jaime Gaviria Londoño
GaviAgro
10 de octubre de 2022
Muy interesante dato. Esto de la compactacion siempre origina controversias, especialmente con las auditorias que a veces creen que es cuento y que encubre otras acciones
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Juan Navas
16 de octubre de 2022
Lo expuesto por el colega Mario Valerio Martínez, tiene cierta lógica, y considero que un valor de casi 11%. Cómo valor de factor de compactación me parece inverosímil, más no imposible. El verdad que la vibración hace que los granos de reacomoden disminuyendo la superficie o interticial y por ende el peso específico sería uno de los más elevados. Sin embargo trabajando por de 25 años con silos de concreto con capacidad de 5.000 ton y tiempos de almacenmiento de más de un año, con una autopista cercacana y una una vía de tren pasando a pocos metros. El factor de comparación máximo obtenido es de 4%. Y demostrado matemáticamente. Con una ecuación polinomial resultado de la Integral triple KAhdh. Dónde K es una constante de igualación aplicada por el teorema de PI, como resultado de considerar todos los factores que de una manera influyen en la compactación de los granos. Esto es posible de lograr dado que el peso específico o la densidad es una relación entre volumen y masa. El comportamiento de la presión ejercida por el mismo peso, se puede calcuar de la misma forma como se realiza en hidrahulica que seria una fuerza vertica, sumada Algebraicamente a la resultante de coeficiente de fricción y a la fuerza horizontal que la que ejercen las paredes del silo, Todo esto es posible dado que los cereales tienen un comportamiento de un material compresible. Y su comportamiento en la descarga según la teoria de Adrew Henike (tomado de Manuel del Ingeniero Químico el Perry) es cónica, es decir, lo último que entra al silo es lo primero es salir. En conclusión la máxima variación para silos de 5.000 ton. Ha Sido del 4%. Con silos de concreto de 27 mts de altura.
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Mario Valerio Martínez
Almer - Almacenadora Mercader
17 de octubre de 2022
Juan Navas; excelente comentario. Reitero que lo mas común encontrado es una compactación de alrededor de 4 % en silos con capacidad para 5,000 toneladas llenados en un día y vaciados en dos o tres, exactamente al llenar se toman medidas y por obvias razones las figuras son muy similares a las geométricas utilizadas, un cilindro y un cono. Se tiene la ventaja de que se pasa por báscula al recibir, se mide y algunos días después se vacían y sale el mismo volumen que entró, por lo que la diferencia entre lo real y lo estimado se puede considerar en su mayor parte compactación y una pequeña porción como error por no ser figuras perfectas las medidas.
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