Deterioração dos Grãos Armazenados "Os Ganhos da Exaustão"

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1 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. Adriano Mallet. Diretor Técnico Agrocult - Consultoria e Treinamento em Armazenagem 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 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 superfícies 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 GRÃOS BRASIL - DA SEMENTE AO CONSUMO 21

2 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 22 Julho / Agosto 2011 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.

3 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

4 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 24 Julho / Agosto 2011

5 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 GRÃOS BRASIL - DA SEMENTE AO CONSUMO 25

6 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 26 Julho / Agosto 2011

7 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. GRÃOS BRASIL - DA SEMENTE AO CONSUMO 27