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UNA RESPUESTA EFICAZ AL SECADO DE AMARANTO
31/oct/2012
En el caso de los granos de amaranto, el secado artificial en secadoras convencionales no es adaptable, ya que por su pequeño tamaño el espacio
intergranario es muy reducido y solo podría ser atravesada por elevados caudales de aire, para lo cual se necesitan equipos demasiado costosos.
image: http://www.pregonagropecuario.com/assets/images/upload/mmdd_secadora_amaranto.jpg
El cultivo de amaranto ha sufrido un retraso tecnológico debido al diminuto tamaño que posee su grano (1mm de diámetro). Con el objetivo de brindar una respuesta eficaz a sus problemáticas productivas, surge la necesidad de un sistema de secado artificial que permita incrementar los volúmenes productivos ya que las técnicas artesanales no resultan ni prácticas, ni económicas.
Se trata del trabajo final de la Carrera de Diseño Industrial de la Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño de la U.N.C, desarrollados por los alumnos Giacometti Rodrigo y Gullo Darío, con el asesoramiento de la Cátedra de maquinaria agrícola de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la U.N.C a cargo del Ing. Jorge Cosiansi docente investigador con experiencia en el cultivo de amaranto y el desarrollo de maquinaria para dicho cultivo (trilladora y sembradora).
En dicho taller se construyó un modelo funcional el cual brindó información suficiente para el desarrollo del modelo final, contemplando todos los aspectos productivos, ergonómicos y funcionales. Este trabajo se desarrolló en un periodo de 4 años permitiendo desarrollar un trabajo netamente interdisciplinario entre ambas Ciencias.
SITUACIÓN PROBLEMÁTICA:
Las estimaciones de las organizaciones internacionales asignan pérdidas del 20-30% de las cosechas de granos de cualquier tipo en los países subdesarrollados. Por este motivo los productores, en especial de amaranto, realizan la cosecha con altos contenidos de humedad. Esta práctica asegura que los granos y semillas permanezcan en las panojas ya que de otro modo, al estar secas, se genera un vuelco por dehiscencia y por agentes ambientales generando pérdidas considerables. Una cosecha con elevados contenidos de humedad requiere un rápido proceso de secado para así poder almacenarla durante un periodo determinado, evitando el calentamiento, ataque de hongos e insectos y manteniendo su calidad.
Esto refleja la importancia de un adecuado manejo de las condiciones de almacenamiento para reducir al mínimo estas pérdidas. El almacenamiento tiene como objetivo conservar los nutrientes, proteínas, color, y sabor inalterados hasta el momento en que serán utilizados. Existen tres factores que comprometen la calidad de los granos, éstos son:
• Factores intrínsecos: humedad, composición química y estructura morfológica.
• Factores ambientales: humedad relativa y temperatura del ambiente.
• Factores bióticos: hongos, microorganismos, insectos.
La humedad es el factor más importante de todos los que Influyen en el proceso de deterioro. A mayor humedad, más propicias son las condiciones para que se produzca el desarrollo de microorganismos.
El elevado contenido de humedad con que se cosechan anticipadamente granos y semillas, no son los adecuados para un almacenaje seguro. Esto implica que el exceso de humedad deba ser eliminado por medio del “secado”, el cual resulta una práctica común en el acopio de granos y en el almacenamiento de la semilla que se realiza antes del acondicionamiento.
PRINCIPIOS DEL SECADO:
El secado es un proceso de vaporización donde el aire que pasa a través de la masa de la semilla tiene dos funciones:
• Es la fuente de calor para evaporar el agua del grano.
• Sirve además como vehículo para transportar el agua evaporada fuera de la masa de semillas.
El aire transfiere el calor al interior de la semilla, donde se produce la evaporación; a su vez, la semilla transfiere el agua evaporada a la corriente de aire para depositarla fuera del ambiente de secado.
Antecedentes de secado para Amaranto a nivel mundial.
El secado al sol (Técnica que expone el grano al sol hasta que se seque). Es el más practicado en Bolivia, Perú y México; Aunque las pequeñas parcelas tienen buenos
image: http://www.pregonagropecuario.com/assets/images/upload/mmdd_amaranto_maduro.jpg
rendimientos, la exposición del grano afecta la calidad, requieren mucha mano de obra y la rentabilidad se ve comprometida.
En Córdoba, el secado del cultivo a campo, (Práctica que expone la panoja madura en planta al sol hasta que se seque), puede prescindir de la mano de obra disminuyendo los costos, pero se incrementan las pérdidas por dehiscencia en las panojas y la calidad se ve afectada por la exposición a la intemperie.
El uso de una secadora industrial de granos permite controlar las condiciones de higiene y la calidad nutricional del producto, disminuyendo los tiempos.
En el caso de los granos de amaranto, el secado artificial en secadoras convencionales no es adaptable, ya que por su pequeño tamaño el espacio intergranario es muy reducido y solo podría ser atravesada por elevados caudales de aire, para lo cual se necesitan equipos demasiado costosos.
Por otro lado, las experiencias más recientes de secado artificial de amaranto se remiten a un sistema de lecho fluidizado que no resulta económico ni práctico si se pretende adoptarlo para grandes cantidades.
MODELO FUNCIONAL:
El diseño se planteó principalmente de lo particular a lo general. Comenzamos a diseñar el sistema que distribuiría el grano dentro de la cámara de secado donde surgieron numerosas propuesta. Esto nos llevó a realizar un estudio muy profundo y detallado entre volumen de aire y porciones de grano para lograr una distribución homogénea; por otra parte debíamos dar respuestas a variables tales como: tiempo de residencia, temperatura, velocidad y caudal de aire, volumen de alimentación, etc. Con el objetivo de comprobar la hipótesis planteada fue indispensable el desarrollo de dicho modelo.
PROPUESTA DE DISEÑO:
Cuenta con 3 cámaras:
image: http://www.pregonagropecuario.com/assets/images/upload/mmdd_secadora_diseno.jpg
Cámara de secado: Permite la distribución homogénea de las semillas. Cámara de entrada: Permite alimentar el sistema interno con el material proveniente de la tolva superior. A su vez brinda una completa limpieza del grano por medio de un extractor, permitiendo movilizar y extraer el aire humedecido.
Cámara de salida: Se encarga de acondicionar el aire a la temperatura requerida a través de un sistema de quemadores (dependiendo si el grano es destinado a semillas o para consumo humano). A su
vez es la encargada de permitir, a través de un mecanismo, el paso del material procesado a la tolva inferior.
Tiene una capacidad de 120 Kg/Hs, secando 7 puntos de humedad por Hs, dependiendo del porcentaje de humedad contenido en el grano y las condiciones ambientales.
La interface de control:
Se trata de un display táctil donde se operan las funciones de control (temperatura, ángulo de inclinación, velocidad del extractor, humedad de entrada, caudal de ingreso, información general y estadísticas.) En la pantalla sensible al tacto se muestra un pequeño esquema de la secadora con sus distintos subsistemas, por cuanto la interpretación es muy fácil y solo basta con hacer clic con el dedo donde se desee modificar algún parámetro. El software permite almacenar información, posibilitando la elaboración de promedios, parámetros de secado, niveles de consumo energético en calorías, tiempos de funcionamiento, etc. Cuenta con salida de USB que permite transportar la información y ser analizada en otros dispositivos.
Sistema de Energías: Cuenta con 3 fuentes de energías.
Eléctrica 220V permitiendo alimentar los sistemas eléctricos tales como motores, sensores, dispositivos de seguridad, reflectores, etc.
Energía de 12 vlt. Esta energía proviene del sistema de transporte pudiendo ser: camioneta, auto, camión etc. Se obtiene de la batería a través de un cable conector, permitiendo alimentar al sistema de iluminación comprendido por las luces: trasera (stop, baliza, giro) y las superiores (sobrepaso), establecidas por la Ley Nacional de Vialidad.
Por último los quemadores son alimentados por gas natural de red o gas envasado, dependiendo de la disponibilidad del usuario. La utilización de un combustible gaseoso tiene grandes ventajas tales como:
• Menor contaminación de los granos.
• Combustión limpia.
• No precisa costosas limpiezas periódicas.
• No origina compuestos de azufre que corroen las partes metálicas de la secadora.
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Por otra parte este sistema es móvil permitiendo el traslado a través de una camioneta o vehículo tractor, brindando la posibilidad al productor de secar en situ. Esta ventaja brinda la alternativa de que productores con bajos recursos tengan la posibilidad de asociarse a otros productores y trabajar en conjunto con una misma secadora.
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Síntesis:
Con este sistema se completa el grupo básico de maquinaria industrial para el amaranto, posibilitando mayores volúmenes de producción, sin comprometer la calidad del producto y garantizando un grano seco que pueda ser almacenado sin riesgos. Esto daría respuesta a un sector de productores que ven su desarrollo limitado por falta de tecnología. En la última década, el cultivo de amaranto se ha difundido de manera exponencial, motivando nuevas experiencias en siembra y cosecha mecanizada modificando la maquinaria existente.
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D.I. Giacometti Rodrigo [email protected]
D.I. Gullo Darío [email protected]
Ing. Agr.CosiansiJorge [email protected]
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