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Modelado de la Dinámica de Temperatura y Humedad en Silos de Almacenamiento de Maíz con y Sin Períodos de Aireación en Tres Dimensiones

Autores: Molina-Herrera, F. I.; Jiménez-Islas, H.; Sandoval-Hernández, M. A.; Maldonado-Sierra, N. E.; Domínguez Campos, C.; Jarquín Enríquez, L.; Mondragón Rojas, F. J.; Flores-Martínez, N. L.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Modelado de la Dinámica de Temperatura y Humedad en Silos de Almacenamiento de Maíz con y Sin Períodos de Aireación en Tres Dimensiones


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Estudio
Temperatura
Humedad
Silo
Aireación
Grano

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 50

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio analiza la dinámica de la temperatura y la humedad en un silo cilíndrico con un techo y un suelo cónicos utilizado para almacenar maíz en la región del Bajío en México, considerando condiciones tanto con como sin aireación. El modelo incorpora fluctuaciones de temperatura externa, radiación solar, equilibrio de humedad del grano con la humedad del aire a través de la isoterma de adsorción (actividad del agua) y respiración del grano para simular condiciones de almacenamiento reales. El modelo se basa en ecuaciones de continuidad, momento, energía y conservación de humedad en medios porosos. Este modelo se resolvió utilizando el método de elementos finitos (FEM) para evaluar las variaciones de temperatura y humedad intersticial durante enero y mayo, representando condiciones ambientales frías y cálidas, respectivamente. Las simulaciones muestran que, sin aireación, la temperatura del grano se acumula progresivamente en la región central y inferior del silo, alcanzando valores críticos para un almacenamiento seguro. En enero, la baja temperatura ambiente favorece la disipación natural del calor. En contraste, en mayo, la combinación de altas temperaturas ambientales y radiación solar intensifica la acumulación térmica, aumentando el riesgo de deterioro del grano. Sin embargo, la implementación de períodos de aireación permitió reducir la temperatura interna del silo, logrando un enfriamiento más homogéneo y reduciendo las amenazas de proliferación de moho e insectos. Para enero, una tasa de flujo de aire de 0.15 m/(min·ton) fue óptima para mantener la temperatura dentro del rango seguro de almacenamiento.

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