Efecto de la Convección Natural en la Distribución de Temperatura y Migración de Humedad en Granos Almacenados en Silos

Abstract

En este trabajo se analizó el efecto de la convección natural en la distribución de temperatura y migración de la humedad en una masa de granos almacenados en un silo cilíndrico de
base plana debido a los gradientes térmicos generados por las variaciones de las condiciones climáticas estacionales, durante períodos sin aireación. Se consideró al granel como un medio poroso isotrópico saturado con un fluido newtoniano. El flujo se modeló con la ecuación de Darcy y se utilizó la aproximación de Boussinesq, que considera constante a la densidad del aire en los balances de masa
y energía, pero variable en el término de fuerzas volumétricas de la ecuación de momento. Se empleó la definición de la función corriente para satisfacer la ecuación de continuidad y el sistema de ecuaciones resultante fue resuelto por el método de elementos finitos. Las simulaciones numéricas se realizaron para el almacenamiento de trigo durante el período verano - invierno (de Enero a Julio) en
un silo de 10.6 m de diámetro con una altura de grano de 13 m. Estas dimensiones son representativas de silos que se emplean en acopios de granos en la zona de agrícola de Rosario. Se emplearon valores promedio de la temperatura ambiente, de radiación solar incidente sobre el silo y del viento, para calcular los patrones de flujo, distribución de la temperatura y de humedad del grano ensilado. Se analizó el efecto de la temperatura de almacenamiento y de la permeabilidad del grano. El análisis de los resultados permitió definir condiciones de almacenabilidad durante el período analizado que contribuyan a definir estrategias de manejo. Los resultados numéricos obtenidos para trigo son consistentes con mediciones de campo y resultados numéricos disponibles en la literatura.