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Figura 3. Contenido de humedad promedio del
maíz durante el secado en silo con aire natural para las localidades
de Pergamino (líneas finas) y Balcarce (líneas gruesas) para los años
1993 a 1995. Humedad inicial: 20%; humedad final: 15%; fecha de
inicio: 1 de abril; caudal de aire: 1m3min-1t-1.
Estrategias de Secado en Silo
Las variables climáticas que influyen en el
proceso de secado (temperatura y HR) cambian constantemente, por lo
que el control manual del ventilador y quemador no es posible. Por
este motivo, para secar grano en silo de manera consistentemente
exitosa, es indispensable contar con un control automático del sistema
de secado, y con una estrategia adecuada para las características
climáticas de la localidad.
La Tabla 1 muestra el resultado de la simulación
(promedio de 3 años) de diferentes estrategias de secado en silo a
baja temperatura para las localidades de Balcarce y Pergamino. Las
estrategias evaluadas fueron: aire natural continuo (ANC), selección
en base al contenido de humedad de equilibrio del aire (CHE), adición
de calor continua (CC), y estrategia inteligente de calor variable (EICV).
El secado comienza con el llenado del silo y se considera terminado
cuando la humedad final promedio es menor de 15% y la humedad final
máxima es menor de 16%.
La estrategia ANC consiste operar el ventilador
de manera continua, independientemente de las condiciones climáticas,
desde el llenado del silo hasta la finalización del proceso de secado.
Esta es la estrategia más simple de todas, ya que no hace ningún tipo
de selección de la calidad del aire ni tampoco utiliza calor
suplementario.
La estrategia CHE consiste en seleccionar las
condiciones de secado en base al contenido de humedad de equilibrio
(CHE) del aire ambiente. El CHE es un parámetro que indica la humedad
a que tendería a estabilizar el grano cuando es expuesto a una
determinada condición del aire ambiente (temperatura y HR%). Por
ejemplo, para una condición de aire de 20ºC de temperatura y 70% HR,
los granos de maíz se equilibraran aproximadamente a 14.4% de humedad.
La estrategia CHE no usa calor suplementario y controla el ventilador
en base a dos límites de CHE. Siempre que las condiciones ambientales
se encuentren entre los límites inferior y superior, el ventilador
funcionará de manera continua. Cuando el CHE del aire ambiente se
encuentra fuera de los límites preestablecidos el ventilador se apaga.
De esta manera se puede seleccionar las horas adecuadas de secado. Por
ejemplo, si los limites preestablecidos son 12 y 18%, se descartan
aquellas que son muy húmedas (CHE > 18%) para evitar el
rehumedecimiento del grano, y se descartan también las horas que son
extremadamente secas (CHE <12%) para evitar el sobresecado del grano.
La estrategia CC consiste en el uso de calor
suplementario (de 2 a 7ºC por sobre la temperatura ambiente) de manera
continua. En esta estrategia el ventilador y quemador (o calentador
eléctrico) operan de manera continua, independientemente de las
condiciones ambientales, desde el llenado del silo hasta la
finalización del proceso de secado.
EICV es la más compleja de todas las estrategias
de secado en silo, ya que tiene incorporada un modelo de secado que le
permite predecir el contenido de humedad del grano durante toda la
etapa de secado. Esta característica le permite auto adaptarse a las
diferentes condiciones climáticas, utilizando el ventilador y el
quemador de manera más o menos agresiva según el contenido inicial de
humedad del grano y la evolución de las condiciones climáticas de la
estación de secado.
La Tabla 1 muestra que ANC no es una buena
estrategia para Balcarce. Las condiciones climáticas de esta localidad
durante el otoño hacen que no sea posible secar maíz en un tiempo
razonable (163 días). Debido al prolongado tiempo de secado, el costo
de secado resulta muy elevado (28.99 $/t). En Pergamino, por otra
parte, las condiciones climáticas permiten el secado del grano con
aire natural continuo en aproximadamente 72 días (tiempo de secado
recomendable: menos de 60 días), el costo de secado fue de 13.88 $/t y
la humedad final promedio de 14.6%. Para esta localidad, podríamos
concluir, la estrategia ANC no es la ideal pero es realizable.
La implementación de la estrategia CHE no es
aconsejable para Balcarce. Si bien la selección de las horas de
operación del ventilador reducen notablemente los costos de secado, el
tiempo de secado es todavía muy prolongado (117 y 124 días para CHE
con límites 0-18 y 12-18, respectivamente). En el caso de Pergamino se
puede observar que CHE con límites 0-18% (se descartan todas las horas
que tenderían a equilibrar el grano por encima de 18% de humedad)
reduce el tiempo y costos de secado (60 días y 9.62 $/t). Sin embargo
esta estrategia produjo un importante sobresecado de la masa de granos
(humedad final promedio de 13.2%). Para tratar de disminuir el
sobresecado se estudió incrementar el límite inferior a 12%, por lo
que en este caso también se descartan aquellas horas que tenderían a
sobresecar el grano a menos de 12%. Como resultado se puede observar
que la humedad final promedio incrementa (14.1%), el costo no cambia
significativamente (9.05 $/t), pero el periodo de secado se extiende a
97 días. De esta manera podemos concluir que, en localidades con
temporadas de secado relativamente frías y húmedas (Balcarce), las
estrategias de selección de las horas de uso de ventilador no son
efectivas, ya que no logran acortar significativamente el tiempo de
secado. Por otra parte, en las localidades con condiciones climáticas
relativamente más secas y cálidas durante la época de secado
(Pergamino), la selección de las horas de ventilador pueden ser una
estrategia efectiva, pero deben buscarse los límites adecuados para,
por un lado evitar el sobresecado del grano, y por otro lado evitar
períodos de secado demasiado extensos.
El uso de calor suplementario fue una estrategia
adecuada para Balcarce. Cuando se agregaron 3ºC (estrategia CC 3C), el
tiempo de secado se redujo a 42 días, la humedad final promedio fue
muy cercana a 15% (14.8%), y el costo de secado fue razonable (17.05
$/t). La misma estrategia en Pergamino resultó en un sobresecado
significativo de la masa de granos (13.3% humedad final), por lo que
CC no es una estrategia adecuada para esta localidad [Nota: la adición
de menos de 3ºC al aire ambiente podría mejorar los resultados en
Pergamino, pero esta no es una opción técnicamente posible para los
quemadores de gas disponibles en el mercado. Esta opción es
técnicamente posible con calentadores eléctricos, pero el costo de la
electricidad es significativamente mayor que el del gas].
EICV fue, de las estrategias posibles, la más
adecuada para Balcarce y Pergamino. En las dos localidades,
independientemente de las diferencias climáticas, la estrategia EICV
fue capaz de secar el grano a una humedad final cercana a 15% (14.8%
para Balcarce y 14.5% para Pergamino) en un corto periodo de tiempo
(39 días para Balcarce y 36 días para Pergamino). Además, el costo de
secado con esta estrategia fue muy razonable (15.58 $/t para Balcarce
y 11.19 $/t para Pergamino).
Tabla 1. Costo de secado ($/t), tiempo de secado (días) y
humedad final promedio (%) para distintas estrategias de secado en
silo para las localidades de Balcarce y Pergamino. Datos generados con
el modelo de simulación PHAST-FDM y datos climáticos horarios.
Parámetros de la simulación: humedad inicial promedio: 20%; humedad
final promedio: 15%, caudal de aire: 1.2m3min-1t-1; fecha inicio de
secado Pergamino: 1 de abril; fecha inicio de secado Balcarce: 1 de
Mayo. Ref.: ANC: aire natural continuo; CHE: contenido de humedad de
equilibrio; CC: calor continuo; EICV: estrategia inteligente de calor
variable.
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