Modelo tridimensional para predecir la distribución de temperaturas durante el almacenamiento de granos en silos

Abstract

El maíz es el cultivo más representativo de México por su importancia económica, social y cultural, lo que lo convierte en un cultivo de gran importancia para el país y su población. En particular, para el estado de Guanajuato, el cual es conocido por su diversidad agrícola y por ser uno de los principales productores de maíz blanco en el país, y su producción, en particular, en la zona del Bajío, contribuye directamente a la seguridad alimentaria tanto a nivel local como nacional. Por lo cual, para garantizar la seguridad alimentaria en México, que implica garantizar que los alimentos sean almacenados de manera que minimicen los riesgos de contaminación y asegurar su calidad nutricional, los productores de maíz utilizan varios métodos como son silos, bodegas, y graneros. Sin embargo, los silos son una de las estructuras más utilizadas debido a su eficiencia en el espacio, capacidad de almacenamiento, facilidad de carga y descarga, y proporcionan una solución confiable y conveniente para el almacenamiento a largo plazo de granos, tanto en pequeñas explotaciones agrícolas como en grandes operaciones comerciales. Por este motivo en este trabajo se desarrolla y se resuelve un modelo tridimensional basado en las ecuaciones fundamentales que gobiernan el flujo de fluidos en medios porosos, para predecir los patrones de flujo y la distribución de la temperatura de una masa de maíz almacenado en un silo cilíndrico por efecto de la variación de las condiciones climáticas del estado de Guanajuato y de los valores promedios de calor de respiración del grano. Las simulaciones muestran la formación de zonas calientes en la región central del silo, lo que propicia un ambiente óptimo para el desarrollo de plagas. También esta zona es la menos sensible a los cambios de temperatura del exterior, mientras que las zonas cercanas a las paredes superior y lateral registran variaciones importantes de temperatura lo cual también genera zonas propicias para el desarrollo de insectos y hongos. Los resultados numéricos obtenidos para el maíz son consistentes con mediciones de campo y resultados numéricos disponibles en la literatura.