Aeração Artificial
Deterioração dos
Grãos Armazenados
"Os Ganhos da Exaustão"
Reduzir as perdas qualitativas e quantitativas
é um desafio constante dos Armazenadores e,
para isso, investem continuamente em
tecnologias que possibilitem
atingir esse objetivo.
O armazenamento é uma das
etapas mais relevantes no ciclo produtivo agrícola, pois um mau processo proporciona perdas significativas com redução de ganho total.
Em função disso, nesta matéria vamos apresentar uma tecnologia que
conservará a sua safra com qualidade final, eliminado problemas
como deterioração dos grãos na
camada superior e na lateral das
chapas dos silos verticais, grãos ardidos, redução da quebra técnica e
proliferação de pragas, economia
de energia elétrica e outros que iremos descrever abaixo de forma prática, como resultado das observações que fizemos em unidades
armazenadoras que utilizam essa
tecnologia.
Essa nova tecnologia é o Sistema de Exaustão para Silos Verticais
e Armazéns Graneleiros chamado
de Cycloar (ver figura 01), que proporciona excelentes benefícios e
vantagens. Os armazenadores continuam sofrendo com um problema
chamado de "suadeira" do grão
que, na verdade, é um fenômeno
natural decorrente das suas características fisiológica aliadas à condição climática do ambiente onde
estão armazenados. Esse fenômeno acontece da seguinte forma: a
taxa de Umidade Relativa (U.R.) de
ar ambiente varia conforme a sua
temperatura (ºC), significando que
quando o ar aquece aumenta sua
Adriano Mallet.
Diretor Técnico
Agrocult - Consultoria e Treinamento em Armazenagem
capacidade de absorver umidade
(Umidade Relativa - Baixa) e diminui quando o ar baixa a temperatura (Umidade Relativa - Alta). Essa
situação acontece continuamente
no ambiente que fica entre a massa de grãos e a cobertura (telhado), gerando o fenômeno da
condensação (suadeira). Importante informar que a temperatura do
ar interno neste ambiente eleva-se
em média 13ºC em relação à temperatura externa, devido ao Fator
"k" de condução de calor em super-
fícies metálicas.
Este fenômeno acontece da seguinte forma: a radiação solar provoca o aquecimento da cobertura
formando uma "bolsa de calor" e
pela condução térmica aquece o ar
interno, baixando a umidade relativa do ar. Esse ar com temperatura elevada absorve a umidade contida nos grãos armazenados pelo
efeito de evaporação, que tecnicamente chama-se de Equilíbrio
Higroscópico (característica natural dos grãos de absorver ou per-
Figura 1: Sistema de Exaustão para Silos Verticais e Armazéns
Graneleiros Cycloar
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der umidade, conforme a variação
da temperatura e umidade relativa), criando uma "bolsa de calor
com ar saturado (água)". Em contra partida, quando o ar úmido entra em contato com a cobertura resfriada pela variação climática externa (noite ou período de baixa
temperatura/ frio), cai a temperatura do mesmo elevando a umida-
de relativa interna, podendo, com
isso, ultrapassar o ponto de orvalho (saturação), condensar e gotejar sobre a massa de grãos armazenada (ver ilustração 01). A
consequência imediata será o
mofo, a deterioração. A taxa do processo de deterioração depende da
atividade das variáveis bióticas que
por seu turno, é variável, principal-
Ilustração 1: Armazenagem sem Cycloar
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mente pela interação entre temperatura e umidade. Inicialmente pode
ser baixa, mas quando ocorrem combinações prejudiciais dessas variáveis e o período de armazenagem é
prolongado, ocorrem perdas significativas na qualidade do produto.
Alem dessa perda, a presença de
água contribui para o desenvolvimento acelerado de microorganismos,
principalmente fungos (ver figura 02),
que irão produzir micotoxinas, danos
no germe, descoloração, alterações
nutricionais e germinação indevida.
A camada deteriorada na parte
superior forma um bloqueio de isolamento, dificultando a saída do
calor oriundo da respiração natural dos grãos, além de contribuir
para a formação da bolsa de calor
no espaço intergranular da massa
e reduzir a eficiência da aeração
em até 60%, aumentando horas de
processo e consequentemente o
consumo de energia elétrica. O ar
no interior de uma massa porosa
terá sempre o seu caminho preferencial, o mais curto e fácil para
sua passagem. Essa camada dete-
Figura 2: Desenvolvimento de
microorganismos.
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riorada, por ser compacta, forma
uma "falsa ponte", tornando-se
uma armadilha que pode romperse mediante aplicação de esforços
como peso de pessoas ou vibrações
mecânicas e sonoras. As remoções
da camada do ambiente
armazenador, além de um elevado
custo operacional, deverão ser realizados observando os itens de
segurança (ver ilustração 02).
O primeiro benefício do Sistema
de Exaustão é a eliminação do fenômeno acima descrito, retirando
continuamente o ar quente localizado entre a massa de grãos e o
telhado e a água proveniente da
evaporação dos grãos, possibilitando um equilíbrio entre as temperaturas interna e externa. Com a retirada da água pela exaustão, eliminaremos o fenômeno da
condensação.
A presença da umidade em am-
Ilustração 2: Armazenagem com Cycloar
bientes fechados favorece a corrosão (ferrugem - ver figura 03) nas
estruturas e retém produtos nas
ondulações e dobras das chapas
metálicas, reduzindo a vida útil dos
Figura 3: Presença de corrosão
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equipamentos (ver figura 04).
Os grãos são organismos vivos,
motivo pelo qual respiram e devido
ao seu processo metabólico produzem gás carbono, água e calor, sendo estes dois últimos liberados na
forma de vapor. Neste momento é
importante frisar que os três princípios físicos de propagação do calor
na natureza são: convecção, condução e radiação. A convecção é o
principio que comprova que o ar
quente é mais leve que o ar frio, ou
seja, o ar quente sobe e o ar frio
desce, ambos de forma natural.
Como o Processo Respiratório do
Grão libera vapor (calor mais água),
este estará sofrendo o principio natural da convecção, subindo através
da massa de grãos pelos espaços
criados
pela
porosidade
intergranular. Aliada ao processo
respiratório, outra liberação de calor significativa e que compromete
o armazenamento e a qualidade,
provém da respiração dos insetos e
fungos existentes na massa.
No ambiente que não possui
Exaustão, este calor tende a se
depositar de forma estática, primeiro no espaço entre o telhado e a
massa e, na sequência, no interior
da massa na parte superior, ou
seja, da metade para cima. Podemos observar este fato quando realizamos a leitura da termometria
e verificamos que as temperaturas
mais elevadas estão nos sensores
superiores dos cabos. Essa concentração de calor provoca a acelera-
Figura 4: Presença de corrosão nos
equipamentos
Ilustração 3: Análise comparativa dos ambientes
ção respiratória dos grãos e uma mais baixa em relação a de saída,
diferença de temperatura da zona provocando o resfriamento natural
aquecida (quente) em relação a sem a utilização de aeração forçazona abaixo dessa (normal) em da. A este novo processo chamamédia de 7ºC. Essa diferença tam- mos de Aeração Natural Intensifibém provoca o acionamento dos cada, pois essa troca é continua e
ventiladores da aeração com mai- sua velocidade está diretamente
or frequência, devido às determi- relacionada com as diferenças das
nações de ligá-los automaticamen- temperaturas. Quanto mais baixa
te após a leitura da maior tempe- for a temperatura externa, mais
ratura (região).
rápido será o resfriamento natural.
Quando o ambiente armazenador O período do dia que tem essa acepossui o Sistema de Exaustão (ver leração é o noturno, onde as temfigura 05), o vapor originário da res- peraturas são baixas (frio) durante
piração natural do grão iniciará o pro- a madrugada (ver ilustração 03).
cesso de convecção natural atinginO resfriamento natural, sem a
do o topo da massa e, na aplicação da aeração forçada, gera
sequência, será retirado do ambiente interno através da Exaustão.
Nesse momento estará sendo removido o ar quente e a umidade liberada pelo grão. Observando esta
situação, perceberemos que o fluxo natural de saída do ar quente
provoca outro fenômeno, ou seja,
uma segunda vantagem da
Exaustão. Como o ar quente sai de
dentro da massa, logo outro ar ocupa este espaço com temperatura Figura 5: Sistema de Exaustão
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ao armazenador mais duas vantagens: economia de energia elétrica, pela não necessidade de realizar a aeração (a massa já está a
uma temperatura baixa) e redução
da quebra técnica. Quando realizamos aeração forçada, o ar que pas-
sa pelo rotor aquece em média de
2º a 3ºC, em função da turbulência e do atrito com as paredes internas do ventilador. Com esse
aquecimento de temperatura, o ar
ambiente mudará suas características iniciais de Temperatura e
Umidade Relativa, reduzindo o ponto de Equilíbrio Higroscópico, secando o grão e consequentemente perdendo peso (aumento da quebra
técnica) (ver tabela 01).
Aliado à situação da Aeração
Natural Intensificada, que é uma
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Figura 6: Presença de grãos ardidos no interior da massa
Figura 7: Sistema Cycloar
Ilustração 4: Zona de Transição
Ilustração 5: Sistema de Funcionamento Cycloar
frente de ar vertical e contínua, temperatura e umidade relativa
esse fluxo contribui para a redução varia e impede que ela seja execudo surgimento de grãos ardidos no tada nas 24 horas do dia. Desta
interior da massa (ver figura 06). forma realizamos por etapas, ou
Quando realizamos aeração força- seja, quando temos uma condição
da, a variação das condições de ideal, acionamos os ventiladores e
desligamos quando as condições
climáticas ficam desfavoráveis, e
assim sucessivamente. Quando iniciamos a aeração, criamos internamente uma frente de resfriamento
no interior da massa, com três zonas (regiões): Zona Resfriada, Zona
de Transição e Zona a Resfriar. A
Zona de Transição vai se movimentando de acordo com a frequência
de vezes de aerações e é composta de água e calor que foram retirados da Zona Inferior (Resfriada).
Este ambiente quente e úmido provoca maior intensidade respiratória, aumentando a temperatura e o
surgimento de grãos ardidos. Com
a Exaustão, essa Zona de Transição adquire uma movimentação
vertical contínua pela convecção
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natural do ar quente, reduzindo riscos de surgimento de ardidos (ver
ilustração 04).
Outra situação decorrente da
aeração forçada que convivemos
na armazenagem, é quando concluímos o processo de resfriamento
da massa e a Zona de Transição vai
subindo. A forma que detectamos
o término é observando a
homogeneização da temperatura
interna através da termometria. A
principio detectamos a conclusão
dessa frente, mas, na prática, observamos que ainda continua a
parte final da Zona de Transição no
interior da massa, provocando de
forma
desconhecida
pelo
Armazenador uma elevação da
temperatura nesse local por estar
envolvida numa atmosfera úmida.
Com a utilização da Exaustão, essa
parte final sairá da massa de forma natural, evitando aquecimentos
e grãos ardidos.
Com uma tecnologia perfeitamente simples e racional o "Sistema Cycloar" (ver figura 07), equipamento desenvolvido para o Mercado Armazenador para ser instalado em Silos Verticais e Armazéns
Graneleiros, vem proporcionando
grandes benefícios ao Armazenador
e mantendo a qualidade dos grãos
armazenados, agregando valor e
aumentando a renda rural. O
Cycloar é construído com dois cilindros estáticos justapostos entre si,
com diâmetros e alturas diferentes
e venezianas invertidas (venturi). O
vento ao adentrar pelas aberturas
positivas do cilindro externo (maior) causa um cicloneamento do ar
no sentido horário, gerando zonas
de baixa pressão nas aberturas negativas do cilindro interno (menor)
ocasionando a extração do ar quente e úmido localizado entre o telhado e a massa de grãos. A passagem do ar pela abertura superior do cilindro externo também causa zona de baixa pressão no aparelho, ampliando assim a sua vazão. Na ausência de vento/ brisa o
Cycloar continuará funcionando
com menor intensidade, por diferencial de pressão. Tem sua concepção leve, silenciosa e por não
girar, resiste a fortes ventos e proteção contra respingos de chuva.
Essa característica proporciona
uma grande vida útil e rendimento
estável, proporcional às variações
de intensidade de vento. Não exige manutenção, eventualmente
limpeza (ver ilustração 05).
Ganhos da Exaustão
na Armazenagem
- Elimina a Condensação Interna em
Silos Verticais e Armazéns Graneleiros;
- Homogeneíza a Temperatura interna na massa de grãos;
- Contribui para o Resfriamento Natural dos grãos armazenados;
- Auxilia a Aeração Forçada;
- Reduz as Horas de Aeração;
- Economia no consumo de Energia Elétrico;
- Contribui para o Controle de Pragas
e Micotoxinas - reduz a proliferação;
- Evita o surgimento de Grãos Deteriorados na camada superior da massa;
- Preserva a Estrutura Física contra a
ferrugem, aumentando a vida útil das
partes metálicas dos equipamentos.
- Contribui para a Manutenção da Qualidade dos grãos armazenados a curto,
médio e longo prazo.
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