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Estudio regional del potencial de secadocon aire natural y energia solar

En elte articulo Ie presenta y apllca una metodologla detrabajo basada en la tecnlca de slmulacl6n matematlca ydelarrollada con el fin de reallzar eltudlos aobre el potencialde lecado de productos agropecuarlol con alre natural yenergla lolar de reglonel troplcalel. La metodologla se basaen el UIO de un programa de computador e Incluye otroselementol metodol6glcol en relacl6n con el manejo de laInformacl6n meteorol6glca, el patr6n de operacl6n delventllador, el UIO de energla lolar y la Interpretacl6n de losrelultados con el fin de optlmlzar el Illtema.5e reportan 101resultadol del estudlo del potencial de secadocon alre natural y energla lolar de Tulua (Valle) y seproporclonan recomendaclonel elpeclflcal para la Imple-mentacl6n de Illtemas de secado a bala temperatura en laregl6n.

JORGE DOMINGUEZ B.Ingenlero Agricola U.N.ALFONSO PARRA C.Ingenlero Agricola U.N.Luis Gabriel VillaIngenlero Agr6nomo M. Sc. Ph.D:Profesor AsocladoUnlversldad Naclonal

EI secado es el proceso comercial mas utilizadopara la pr eservacion de la ca lidad de los prod uctosagropecuarios despues de la cosecha. Consisteesencialmente en la rernocicn de la mayor parte delagua contenida inicialmente en el producto. hastaun nivel en el cual pueda ser manejado y almace-nado a temperatura ambiental durante largos perfo-dos sin la per dida de sus propied'ades or qanolepti-cas y nutricionales.Como consecuencia de la crisis ener qetica y el alzade los precios de los combustibles. han aumentadoconsiderablemente los costos de secado por mete-dos convencionales. exigiendo la busqueda de'recursos ener qeticos alternos para el proceso desecado.EI sistema de secado con aire natural y energfa solarconstituye una alternativa adecuada. eficiente yeconornica. ya que la mayorfa de la energfa requeri-da en el proceso. que es la necesaria para laevapor acion del agua del producto. proviene defuentes naturales como son la entalpfa del aireambiente y la radiaciori solar. EI sistema de secadosolar 0 natural consiste esencialmente en forzarcaudales bajos de aire ambiente 0 ligeramentecalentado por medio de colectores solares pianos. atr aves de una capa estatica de producto utilizandoun ventilador.Debido a que el secado solar y natural se realiza contemperaturas y caudales bajos. el tiempo de secadoes largo. 10cual determina que el criterio fundamen-tal para el diseno de sistemas de secado a bajatemperatura sea secar el producto hasta un conteni-do de humedad seguro antes de que este sedeteriore hasta un nivel que disminuya su calidad.Esto determina que el fluJo de aire sea el principalparametro de diseno del sistema; para unas condi-ciones de operacion determinadas. existe un caudalminima requerido para secar el producto antes deque se deteriore.EI funcionamiento de un sistema de secado con airenatural y energfa solar depende de la variacionclimatica de la region en la cual opera. Para disenarsistemas confiables es necesario evaluar y cuantifi-car esta variacion de una forma probabilfstica. 10cual exige el estudio del comportamiento delsecado durante varios anos.Debido a la complejidad del proceso y la necesidad

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de estudiar un lapso de aries 10 suficientementelargo. la experirnentacion de campo constituye unaforma muy dispendiosa y prolongada para realizarestudios sobre la oper acion de sistemas de secadosolar y natural. siendo la sirnulacion rnaternatica laforma mas pr actica y eficiente de lIevar a cabo estosestudios. ya que es posible simular simultanearnen-te los procesos de secado y deterior acion delproducto. y la variacion clirnatica a partir del uso deregistros rneteor oloqicos.

Objetivosa) Desarrollar una metodologfa de trabajo basada

en la tecnica de sirnulacion rnaternatica. queestablezca las consideraciones necesarias. pro-porcione las herramientas requeridas y defina elprocedimiento par seguir para estudiar y eva-luar. desde el punto de vista tecnico. el potencialque posee una region tropical para el secado deproductos agropecuarios can aire natural yenergia solar. y utilizar el caudal minima requeri-do como criteria para la comparacion delpotencial de secado de diferentes localidades yreqiones.

b) Aplicar esta metodologia para evaluar el poten-cial de secado de Tulua (Valle). can base en elestudio y determinacion de las caracteristicas dela region. en relacion can el secado de rnalz. yproporcionar recomendaciones especificas pa-ra el diseFio de sistemas de secado natural ysolar en esta localidad.

EI potencial de secadoEn terrninos generales se podrfa decir que elpotencial de secado de una region consiste en unaserie de parametres y patrones clirnaticos que sepresentan de una forma natural y que determinan elcomportamiento de las diferentes variables de unsistema de secado con aire natural y energia solar,definiendo de esa forma el exito 0 fracaso delproceso de secado.EI potencial de secado depende de las condicionesrneteoroloqicas y de sus variaciones diaries. esta-cionales y anuales; los principales factores queinfluyen sobre estas condiciones son la latitud. laaltitud y las caracterfsticas clirnaticas regionalesque dependen principalmente de factores geograti-cos como topograffa. cercania a masas de agua.vientos. veqetacion. etc. Esto determina que elpotencial de secado sea un elemento presente deuna forma natural que esta asociado siempre a unaregion. 10 cual implica que debe ser asumido comoun recurso natural que debe ser evaluado yestudiado como tal.

Debido a que el secado con aire natural yenergiasolar es un proceso muy complejo en el cual estainvolucrado un gran numero de variables, espracticamente imposible expresar el potencial desecado con base en las caracterfsticas sicrometri-CdS de la region. Se requiere un para metro queincluya todas las variables que influyen en el

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proceso. las cuales tienen relacion con el aire desecado. la variacion clirnatica y los para metros desecado y deterior acion del producto.EI pararnetro propuesto para la cuantificaci6n del po-tencial de secado es el flujo de aire minima requeridopara secar antes de que se presente un nivel de dete-rioro que determine la disrninucion de la calidad finaldel pr cducto. va que este para metro se puede obte-ner a partir de simulaciones del proceso de secsdoque incluya todas las variables involucradas.

EI caudal minima proporciona una base cuantitativapara la cornparacion del potencial de secado dediferentes localidades 0 regiones, al permitir laelaboracion de mapas can lineas "isopotenciales"que unen puntas can igual caudal requerido y quepermiten. adernas de la cornparacion y seleccion delos mejores sitios. la obtencion de informacion muyuti] para diserio. Un criteria adicional para laevaluacion del potencial de secado es la disminu-cion del caudal requerido que se logra candiferentes niveles de calor suplementario (tarnanodel colector solar).De esta forma se puede realizar un inventario delpotencial de secado con aire natural y energia solarde las principales regiones agricolas del pais queproporcione una base para la irnplernentacion desistemas de secado a baja temperatura en granescala. en una forma confiable. eficiente v econorni-ca.

MetodologfaLa metodologia propuesta para la evaluacion delpotencial de secado con aire natural y energia solarde una region se basa en el uso de un programa decomputador que constituye la herramienta basicspara la obtencion de la informacion requerida. Otroselementos metodoloqicos incluyen el manejo de tainformacion meteor oloqica. el patron de operaciondel ventilador. el usa de calor suplementario(energia solar) y la interpretacion de la informacionobtenida can el fin de optimizar el sistema.

Programa de optimizaci6n de caudalesEI programa de computador se alimenta con lainformacion rneteor oloqica dellugar y las condicio-nes de operacicn del sistema; con base en estasespecificaciones se simulan sirnultanearnente losprocesos de secado y deterior acion y se optimiza elflujo de aire. calculando el caudal minima requeridobajo las condiciones simuladas para culminar elproceso antes de que se alcance un nivel dedeterioro previa mente establecido. EI programaespecifica tarnbien las condiciones del productodespues del secado. En las referencias (1) y (2) sedescribe el programa utilizado y su proceso devalidacion.

Manejo de la meteorologfaLa information meteorologica disponlble en cadaregion determina el planteamiento metodologicopara su manejo. En Colombia son pocas las

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estaciones en las cuales se hacen mediciones cadahera: la informacion tacilrnente disponible consisteen datos tabulados en los cuales aparecen paracada ano los promedios mensuales de temperaturay humedad relativa para las 7:00. 13:00 y 19:00horas. los promedios mensuales de los valoresextremos. la oscilacion media y la media mensual.A partir de la informacion disponible se utiliza elsiguiente procedimiento:

a) Se recopila la informacion disponible para losmeses de cosecha y secado durante un perfodode diez aries. Para la zona de Tulua (Valle) serecopilo la informacion correspondiente a losmeses de marzo y abril (epoca de cosecha demaiz) durante los aries 1967-1976 en laestacion "Aeropuerto Tulua".

b) Para cad a ario y cad a mes se diseria unagratica de la variacion diaria de temperatura yhumedad relativa a partir de los puntos conoci-dos: este sera el comportamiento de lascondiciones sicrornetricas del aire durante undia tipico del mes.

c) Se leen de las graticas los valores de temperatu-ra y humedad relativa cada hora: de esta formase obtienen los valores periodicos mas proba-bles de los para metros rneteorolcqicos entuncion del tiempo. Estos ser an los valores quese utilicen como datos de entrada para elprograma de computador.

Patr6n de operaci6n del ventiladorEI patron de oper acion del ventilador define losperiod os del dia durante los cuales este funciona.constituyendo uno de los principales parametres defuncionamiento del sistema. Para la seleccion de unpatron de oper acion que minimice el uso deenergia. optimice el Iuncionarniento del sistema ycum pia con el contenido de humedad y calidadfinales requeridas. se utiliza el siguiente procedi-miento:

a) Se construye un gratico probabilistico quemuestre la variacion del contenido de humedadde equilibrio en funcion de la hora del dla. apartir de 13s qr aficas de dia tipico y la ecuacionde humedad de equilibrio; trazando lineashorizontales se pueden determinar los intervalosdel dia durante los cuales la humedad deequilibrio es menor 0 igual que un valordeterrninado. para diferentes niveles de pr oba-bilidad. Con la ayuda de este gratico se puedenseleccionar de una manera racional variospatrones de operacion que podrfan ser adecua-dos.

b) Usa~do como guia el gratico anterior, se tanteanvarios patrones hasta encontrar uno con elcual se obtengan los meJores resultados encuanto a caudal requerido y condicion final delproducto; si se usa el programa de computadorse puede simular el secado con diferentespatrones de operacion. Las simulaciones se

realizan con la informacion rneteor oloqica pro-medio para los diez arios. la cual representa latendencia general del lugar, ya que el patron deoperacion debe ser igual para todos los arios.

Calor suplementario (energia solar)EI efecto del calor suplementario sobre el comporta-miento del sistema se estudia en terrnincs del nivelde calor suplernentario. el cual expresa el incremen-to promedio de la temperatura del aire que seobtiene con el uso de energia solar; el procedimien-to es el siguiente:a) Una vez seleccionado el patron de cper acion del

ventilador optirno se simula el secado paradiferentes niveles de calor suplementario usan-do el patron seleccionado y utilizando lainformacion rneteoroloqica- promedio de diezanos. la cual representa la tendencia del lugar,ya que se supone que el nivel de calorsuplernentario. el cual depende del tarnario delcolector. es igual para todos los aries.

b) A partir de los resultados de sirnulacion seevalua el efecto de los diferentes niveles de calorsuplementario sobre el caudal minima requeri-do. el tiempo de secado. el contenido dehumedad final promedio y el indice de sobrese-cado. para 10 cual se diserian graticas delnivel de calor suplementario contra estasvariables dependientes.

c) A partir de estas graticas se selecciona el nivelde calor suplementario mas adecuado. con elcual se realizan las simulaciones para todos losaries y meses estudiados.

Sirnulacion del secado para diez ariesUna vez seleccionados el patron de operaci6n y elnivel de calor suplementario 6ptimos se simula elsecado bajo estas condiciones para los diez anosestudiados y se construyen graticas de caudalrequerido contra un ario para cad a mes estudiado(marzo y abril). Ordenando los resultados de caudalen orden ascendente se puede construir una qr aficaque muestre la probabilidad de que en un ariocualquiera el caudal requerido sea menor 0 igualque el que aparece en la qr afica: a partir de estagratica se pueden seleccionar caudales de diseriopara diferentes niveles de confiabilidad.

Requerimientos para otros niveles de calorsuplementario

Con base en los resultados anteriores se seleccionael mes mas critico para el cual se simulan otrosincrementos de temperatura que podrfan Ilegar aser ventajosos. Con estos resultados se construyengraticas de caudal minima y tiempo de secadocontra nivel de calor suplementario, a partir de lascuales se pueden tantear diferentes combinacionesde tamario del ventilador y nivel de calor suplemen-tario (tamar'io del colector solar). para seleccionarasi la mejor para diserio.

Una vez determinados los caudales minimos paralos diferentes niveles de calor suplementario se

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calculan los requerimientos comparativos de poten-cia y energia para los diferentes niveles. tomandocomo referencia el nivel de 1.1 °C, ya que este sepuede obtener sin colector, al pasar el aire por elventilador y su motor antes de pasar por la masa degrano. Los requerimientos se expresan como unporcentaje de los requerimientos con el nivel de1.10C, a partir de los caudales pr ecisados. lostiempos de secado y las leyes de similitud deventiladores. Con estos resultados se construyenqr aficas de los requerimientos de caudal, potencia yenergia en funci6n del nivel de calor suplernentario.

Resultados y discusi6nManejo de la meteorologiaEn la qr afica 1 se reportan las qr aticas detemperatura y humedad relativa para cad a dia tipicodel mes de marzo de 1971, construidas a partir de lainformaci6n meteorol6gica disponible: para losveinte meses estudiados se construyeron grMicassirnilar es a esta. con el fin de determinar a partir deelias los valores horarios de temperatura y hu-medad relativa para cada dia tfpico de cad a mesestudiado.Condiciones del granoLas condiciones iniciales del grana (rnaiz) utilizadaspara todas las simulaciones son contenido dehumedad del 20% y contenido de grana partido del6%,10 cual corresponde a valores tipicos de nuestromedic. La sirnulacion del secado se pr olonqo en

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todos los casas hasta alcanzar sirnultanearnente uncontenido de humedad final promedio menor 0

igual que 14% bh y un contenido de humedad finalen la ultima capa en secarse menor 0 igual que 16%bh. que son valores recomendados por la literatura.Patr6n de oper acion del ventiladorEn la qr afica 2 aparece el valor de humedad deequilibrio a diferentes horas del dia para distintosniveles de probabilidad (50, 70 y 90%), correspon-diente al mes de abril. A medida que transcurre eldia. la hurnedad de equilibrio disminuye hasta unvalor minimo despues del mediodfa y luegoaumenta nueva mente hasta un maximo en las horasde la madrugada. Se observa que la diferencia en elcontenido de humedad esperado es pequeria paralos diferentes niveles de pr ob abilidad. siendo menordel 2% durante la mayor parte del dia.

Para el mes de marzo se construvo una grafkasimilar, la cual presenta un comportamiento serne-jante al de la qrafica 2. AI tantear los primerospatrones se encontr6 que los resultados obtenidoscon las dos qr aficas eran pr acticarnente iguales;esto indica que no existe. en cuanto a patron deoperacion se refiere. una diferencia significativaentre el comportamiento en marzo y abril. y esconveniente utilizar el mismo patron de operacion a10 largo de los dos mesas. determinado a partir de lagrafica 2.En la tabla 1 se reportan los resultados obtenidoscon los patrones estudiados. Se utilizaron patrones

TEMP MEDIA = 230CHR MEDIA = 77%

100

90u0

*0u <l:w >C/) 80 ~0 <l:co -1

W-1 a:::Jco 22 0<l: <l:a: 70 0::J wf- ~<l:

20 ::Ja: IwCL

~w 60f-

18

16

7 13 19

HORA DEL DIA

7

. 50

24

GRAFICA 1. Curvas de temperatura y humedad relativa para dla tlpi co - Marzo 1971.

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TABLA 1Patrones de Operaci6n del Ventilador Simulados con

Condiciones Promedio

Patr6n Contenido Hora a la Hora a la Caudalde humedad que se

requeridoIndice deque se apaga enciende el sobresecadoNQ promedio el ventilador ventilador m3/min-ton

18 24 816-18 21 1014-16 19 1 1 6.50·

14 16 1318 24 8

2 16-18 21 10 4.00 35016 19 1 1

3 24 9 2.91 10.04 24 8 2.83 5.05 3 7 2.75 5.06 4 6 2.35 0.07 5 6 2.38 0.08 Continuo Continuo 250 0.09 24 1 2.27 0.010 24 2 2.46 0.011 22 0 2.46 0.0

variables con el contenido de humedad delproducto (patrones 1 y 2), se encontro que exigenrnayores requerimientos de caudal. y presentaronadem as problemas serios de sobr esecado. como seobserva a partir del alto indice de sobresecadoobtenido (35%). EI indica de sobresecado se definecomo el porcentaje de capas de producto que seencuentran fuera del rango de contenido de

humedad final esperado (para este caso el rango sedefini6 como 14% ± 2% bh); el sobresecado sepresenta cuando las primeras capas se secanexcesivamente antes de que el frente de secado'alcance la ultima capa de producto.

En los patrones 3. 4, 5, 6 y 7 se suprimierondiferentes lapsos correspondientes al perfodo del

24

22s:.0

(J<.

0 20a:co--J

::l 180wui00

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12

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HORA DEL DIA

24 7

GRAFICA 2. Prob8bilidad de la humedad de equilibrio en funci6n de 18 hora del dl8 - mes de 8bril.

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9502.2

o XINCT VS QMIN 13 ~x XINCT VS CHPROM• XINCT VS TIESEC 0

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5

350o 2 4 6 8 10 12 14 16 18

NIVEL DE CALOR SUPLEMENTARIO (XINCTj, °C

20

GRAFICA 3. Comportamiento del secado a diferentes niveles de calor suplementario.

'cfl. 80-(/)(/)

00« 60uw(/)wa:CD0(/) 40w0wU0z

20

2 4 6

NIVEL DE CALOR SUPLEMENTARIO (GC)GRAFICA 4. Nivel de calor suplementario Vs. indice de sobresecado.

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dfa mas frio y hurnedo. como se observa en lagratica 2. A medida que ellapso suprimido se hacemas estrecho (patrones 3. 4 y 5). el caudalrequerido y el fndice de sobresecado disminuyenhasta que el caudal alcanza un valor minima en elpatron 6. en el cual se suprimen las dos horas masfrias y hurnedas. de las 4:00 a las 6:00 a.rn. Si sedisminuye aun mas el lapso suprimido. el caudalrequerido aumenta ligeramente como se observa enel patron 7 y el patron 8; en este ultimo el lapsosuprimido es cera. es decir el ventilador operacontinuamente.Adicionalmente se tantearon patrones suprimiendodiferentes lapsos durante las horas de temperatura yhumedad de equilibria intermedias (patrones 9. 10y 11). encontr andose que el caudal requerido para elpatron 9. apagando el ventilador entre las 24:00 yla 1:00 horas. es el mejor de los once patronesensayados. siendo el que presenta menores reque-rimientos de potencia y energia; este patron deoperacion es tarnbien adecuado desde el punta devista de la condicion final del grana. no se presentanproblemas de sobresecado pues el indice es del 0%.siendo seleccionado como el patron optima pararealizar todas las simulaciones.Calor suplementarioEn las graticas 3 y 4 estan representados losresultados obtenidos para diferentes niveles decalor suplementario. Aunque un incremento de

c0- 1.8,c.-E<,M

E02z 1.7-2-J<l:0::><l:u

1.6

1.570

temperatura promedio mayor de 10°C no espractice en sistemas de secado can energia solar.se simularon incrementos mayores can el fin deestudiar el cornportarruento del secado.En la qr atica 3 se observa como a medida queaumenta el nivel de calor suplementario el cau-dal requerido disrninuve: la curva de caudalminima desciende rapidarne nte al principia yluego va reduciendo su pendiente hasta hacersecasi horizontal. es decir que can los primerosincrementos de temperatura el caudal requeridodesciende significativamente. pero a medida que elnivel de calor suplementario aumenta. la reducciones cada vez menor. Can un incremento de 3°C sabrela temperatura ambiental es posible obtener unareduccion del caudal del 25%. pero si el nivel decalor suplementario se incrementa en 5°C desde15°C hasta 20°C. la re duccion del caudal es solo del6%.

La curva de tiempo de secado contra nivel de calorsuplementario presenta un comportamiento similarpues tarnbien desciende rapidarnente can losprimeros incrementos de temperatura y disminuyesu pendiente a medida que aumenta el nivel de calorsuplementario; can un Incremento de 3°C sabre latemperatura ambiental se logra reducir el tiempo desecado en 35%; sin embargo. can un incremento de

. 5°C desde 15°C hasta 20°C. solo se logra reducir eltiempo de secado en 10%.

71

ANO

72 7673 74 75

GRAFICA 5. Caudal maximo simulado para los al\os estudiados (XINCT = 3°C). Mes de marzo.

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A medida que aumenta el nivel de calor suplementa-rio el problema de sobresecado se hace mas critico.Se observa que la curva de contenido de humedadpromedio contra nivel de calor suplementario(gratica 3) desciende a medida que este aumentaCan incrernentos de temperatura de hasta 3°e. elcontenido de humedad final promedio esta entre 12y 14% bh. 10 cual constituye un rango adecuado;para incrementos mayores de 3°C el contenido dehumedad final promedio desciende par debajo del12% presentandose una perdida de peso innecesa-ria. como consecuencia de que el secado se debeprolongar hasta que se alcance a secar suticiente-mente la ultima capa. 10 cual determina que lascapas inferiores se sequen excesivarnente. En lacurva de indice de sobresecado contra nivel decalor suplementario (qr afica 4) se observa comoeste es cera para incrementos hasta de 1.10C Vluego aumenta rapidarnente hasta hacerse del 90%para .ncrernentos mayores de 8°C. Este comporta-miento se debe a la disrninucion del contenido dehumedad de equilibria como consecuencia delaumento de temperaturaCan base en los resultados anteriores se seleccionoel nivel de calor suplementario de 3°C como el masadecuado pues proporciona una disrninucion siqni-ficativa en el caudal y tiempo de secado requeridos.sin presentar problemas de sobresecado. Adernas. esun incremento de temperatura facil de obtener puesal pasar el aire par el ventilador y su motor, aumentasu temperatura en 1.1 °C, y se requiere un colectorque caliente el aire en 19°C, el cual puede ser

.9

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1.8 -c.-E<,M

E-0~z 1 .7-~--.J<t0:::J<tu

1.6 -

1.5

relativamente pequerio y eficienteSirnulacion del secado para diez anosLa sirnulacion para los diez anos se hizo con elpatron de oper acion del ventilador vel nivel de calorsuplementario seleccionados. para los cuales seobtuvieron los resultados mostrados en las qraficas5 y 6. EI caudal requerido promedio de diez ariespara abril es 1.71 m3/min-ton y para marzo es de1.69 m3/min-ton. 10 cual indica que no existediferencia significativa entre estos dos meses enrelacion can el sec ado Se concluye que la fecha decosecha no es un par arnetr o importante una vezestablecida la epoca de ccsecha. ya que lasvariaciones de un mes a otro no son significativas:de esta forma se confirma la validez del uso de undia tipico que se puede suponer igual para todos losdias del rnes. Esta caracteristica se pod ria generali-zar para todas las regiones tropicales que presentanun comportamiento rnete or oloqico similar. Enambos casas la mavorta de los caudales escercana al valor promedio y existe un ana critico enel cual el caudal requerido es sensiblemente mayor.A partir de las graticas 5 y 6, ordenando loscaudales en orden ascendente. se obtuvieron lasgraticas probabilisticas de caudal para marzo yabril(qr aficas 7 y 8) Se observa que el caudal requeridopara un nivel de 100% de confiabilidad es cercano a1.9 m3/min-ton para ambos meses. 10 cual indicaque no existe diferencia significativa en la variacjonde la meteorologia en relacion can el secado paralos meses de cosecha en la region estudiada. Estecaudal es adecuado para la irnplernentacion de

67 68 69 70 71 72ANO

75 7673 74

GRAFICA 6. Caudal minima simulado para los arias estudiados (XINCT = 30C). Mes de abriL

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100

90

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CAUDAL DE AIRE (m3/min-tonl

GRAFICA 7. Caudal minima de aire Vs. probabilidad. Mes de marzo.

sistemas de secado a baja temperatura. ya que es unflujo de aire pequerio. con unos requerimientos depotencia relativamente bajos. Un sistema disenadopara el peor ario no estaria exagerado para el mejorario ya que la diferencia de caudales requeridospara estos dos casos es menor del 19% en relaci6nal caudal menor.

Requerimientos para otros niveles de calor suple-mentario.Para conocer el comportamiento del secado bajootros niveles de calor suplementario. se simul6 elproceso de secado para el peor de los veinte mesesestudiados. correspondiente a marzo de 1971. conotros niveles de calor suplementario que podrianlIegar a ser ventajosos. se obtuvieron los resultadosmostrados en las graticas 9 y 10. A partir de estas sepueden obtener los caudales y tiempos de secadorequeridos con una confiabilidad del 100% paraniveles de calor suplementario entre 1.1 °C y 5°C. Laselecci6n del mejor nivel de calor suplementariodepende de los criterios econ6micos y se puederealizar calculando el costa total del sistema paravarios niveles. a partir de las graticas 9 y 10.En la gratica 11 se reportan los requerimientos decaudal. potencia y energia en funci6n del calorsuplementario. Se observa que el uso de calorsuplementario (energfa solar) puede ser muy

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CAUDAL DE AIRE (m3/min-ton)

GRAFICA 8. Caudal minima de aire Vs. probabilidad. Mes de abril.

ventajoso. ya que con una pequeria reducci6n en elcaudal se logra una reducci6n significativa en lapotencia y energia requeridas debido a la relaci6nexponencial que existe entre potencia y caudal. Si seusan incrementos de temperatura promedio de 3 y50C se logra reducir la potencia requerida hasta55% y 38% de la enerqla requerida con un nivel decalor suplementario de 1.1 °C respectivamente (vergratica 11).

Conclusionesa) Las consideraciones necesarias y el procedi-

rruento por seguir propuestos en la rnetodoloqlaplanteada son sencillos. completos y se adaptanmuy bien a las condiciones especfficas de lasregiones tropicales. permitiendo optimizar siste-mas de secado a baja temperatura de una formarapida y eficaz.

b) Los caudales requeridos para secar rnaiz en lalocalidad hasta un contenido de humedad finalpromedio entre 12 y 14% bh son de 2.3. 1.9 y1.7 m3/min-ton para niveles de calor suplemen-tario de 1.1. 3.0 y 5.00C con tiempos de secadopromedio de 29. 26 y 24 dias respectivamente.

c) Teniendo en cuenta los bajos requerimientos decaudal. el efecto benefice del usa de ener qlasolar y las condiciones meteorol6gicas relativa-

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23

2.2

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NIVEL DE CALOR SUPLEMENTARIO (OC)

GRAFICA 9. Nivel de calor suplementario Vs. caudal mini mo. Mes critico (marzo 1971).

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NIVEL DEL CALOR SUPLEMENTARIO. XINCT (DC)

GRAFICA 10. Nivel de calor suplementario Vs. tiempo de secado. Mes crltico (marzo 1971).

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100

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30

20

100

+ XINCT vs QMINo XINCT vs POTENCIA• XINCT vs ENERGIA

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GRAFICA 11.

mente uniformes en la zona. se puede decir queesta posee un buen potencial para el secado deproductos agropecuarios.

Recomendacionesa) Desarrollar un programa para el estudio del

potencial de secado con aire natural y ener qlasolar para diferentes regiones y en relacion condiferentes productos. estableciendo las regio-nes y productos prioritarios sequn necesidadese importancia del secado. con el fin de elaborarmapas de potencial de secado con base en los

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cuales se pueda evaluar este recurso y obtenerf acilrnente la informacion requerida para dise-no.

b) Desarrollar una metodologfa para el estudio delpotencial de secado solar tradicional (convec-cion libre), ya que el sistema tiene una granimportancia en la mayoria de los pafsestropicales incluido Colombia. Como punta departida se podrfa usar la evapor acion potencialcomo fndice de potencial de secado y desarro-liar un programa de optirnizacion con base en elmodele de Roa.

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