Ciencia y tecnología

Silo solar conserva cosechas y ahorra costos de almacenaje

El deficiente almacenamiento de granos básicos realizado por los productores nacionales, quienes en su mayoría utilizan covachas o «cucuruchos», genera pérdidas anuales de entre 500 y mil millones de dólares a México.

Esta problemática podría reducirse de manera significativa con la construcción de silos solares, los cuales son diseñados por investigadores mexicanos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Los especialistas construyeron un silo de forma hexagonal –los tradicionales tienen forma cilíndrica– lo cual evita que los granos tengan que pasar por un secador, permite controlar el grado de humedad y esto a su vez contribuye en la reducción de las pérdidas.

En países subdesarrollados como México se importa entre 20 y 25 por ciento del grano que se consume, aunque las mermas son también por el mal manejo del grano. Si se estableciera el sistema de silos solares en territorio nacional, se podría tener un ahorro de entre 450 millones y 900 millones de dólares, apuntó el ingeniero Baltasar Mena Iniesta, quien desde hace ocho años encabeza un destacado grupo de investigadores universitarios que diseñó esta tecnología.

El investigador, quien en octubre pasado recibió el Premio Científico 2001 de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) por su aportación a la ciencia con la investigación sobre silos solares, explicó a 2000Agro que una de las ventajas de utilizar este tipo de depósitos es precisamente su forma hexagonal, la cual permite guardar el grano en un ángulo natural de reposo del mismo, reduciendo al mínimo la fricción y el esfuerzo entre granos; su estructura no está expuesta a grandes esfuerzos, por lo que es de fácil construcción y requiere de poco concreto.

El costo del silo solar hexagonal oscila entre 200 y 250 dólares por metro cúbico. La inversión inicial es mayor que la requerida para un depósito ordinario, pero por la disminución en las pérdidas el silo hexagonal es más redituable al paso del tiempo.

Sistema solar de aireación y secado de grano

Por lo que se refiere al estado de los granos dentro del silo, el investigador de la UNAM afirma que para mantener la calidad de las cosechas se requiere la protección contra agentes destructores de tipo climático, conservar ciertos niveles de temperatura y de humedad del ambiente y controlar el aspecto  biológico protegiendo el grano contra los insectos, roedores, pájaros y diversos microorganismos.

Una de las características principales de este silo desarrollado en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM está relacionada con el aprovechamiento de la energía solar ya que ofrece una buena opción económica para superar los sistemas convencionales incluyendo operaciones como el secado de granos.

Los materiales aplicados en los sistemas de techos y muros están constituidos de tal manera que cumplen una o más funciones bioclimáticas como son la protección o la captación de la energía solar, el aislamiento o almacenamiento térmico y el favorecimiento de la termocirculación del aire.

El uso de estos materiales en el sistema de techo implica una reducción de 50 por ciento en el peso del sistema estructural sustituido, bajando el costo global del mismo en proporción similar y, por otra parte, la utilización de energía solar para el    secado y aireación de granos permite una gran variedad de        opciones de operación mediante un sistema ecológicamente   limpio y con mínimo mantenimiento.

Históricamente el desarrollo de silos ha sido de naturaleza práctica, su diseño ha sido responsabilidad de agrónomos, granjeros e ingenieros civiles, pero en la actualidad, la reología –la disciplina que estudia el flujo y deformación de la materia se encarga de la investigación de esta nueva tecnología.

A pesar de que existe un gran número de silos con formas geométricas diversas, la mayor parte son de tipo vertical, estos últimos acarrean problemas imprevistos, tales como la aparición de esfuerzos dinámicos secundarios durante el vaciado, la distribución no uniforme de esfuerzos en las paredes, la destrucción del grano debido a la fricción, la compactación irregular de los materiales dentro del silo en el proceso de llenado y la dificultad en el diseño de la tobera de descarga, sólo por mencionar algunos.

Esta tecnología desarrollada por investigadores mexicanos se patentó por medio de la UNAM en México, la India y Australia y éstos se han mostrado sumamente interesados por adquirir asesoría para la constricción de silos solares. Asimismo en nuestro país el Grupo Modelo también ha manifestado interés.

Baltasar Mena expresó que el problema para que se apliquen los nuevos desarrollos tecnológicos es el poco vínculo entre lo que se hace en las universidades y las empresas.

«El sistema de llenado utiliza el tradicional sistema de cangilones, en tanto que el sistema de vaciado utiliza transductores de presión estratégicamente colocados los cuales envían las señales previamente moduladas a un microprocesador, éste a su vez registra la cantidad de material que ha sido vaciado, enviando la instrucción de cierre o apertura a un sistema que regula la compuerta.»

Interés de otros países

Baltasar Mena considera que la construcción de silos solares en México y en países subdesarrollados como la India, que ha mostrado interés en esta nueva tecnología, colocaría a estas naciones en una mejor situación en materia agrícola.

«El mal almacenamiento de granos pasa no sólo en México sino en todos los países subdesarrollados, donde no existe la tecnología con la que cuentan los  países desarrollados, los cuáles no necesitan de este tipo de construcciones porque cuentan con amplio desarrollo. En este sentido esas naciones ya tienen silos con aire acondicionado, con ciertas especificaciones y construidos desde hace tiempo.

Premio científico UNESCO 2001 Albert Einstein

Es otorgado por el desarrollo o alguna contribución a la ciencia o la tecnologiía que sea redituable en la zona en donde se realiza la investigación o en beneficio de la humanidad Mena Iniesta es el tercer mexicano en conseguir esta distinción.

Baltasar Mena Iniesta es licenciado en ingeniería mecánica y eléctrica por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México; en 1967 realizó una especialización en mecánica de fluidos en la Universidad de Toulouse en Francia.

En 1969 obtuvo la maestría y en 1973 el doctorado en Ingeniería Mecanica por la Universidad de Brown en Rhode Island, institución de la cual es el primer reconocido en su área como uno de los cien mejores graduados.

Entre otros premios, en 1969 recibió el Minta Martin Certificate of Merit a la mejor tesis en maestría en Estados Unidos; en 1994 obtuvo el premio universitario León Bialik a la Innovación Tecnológica en México y en 1997 el Premio Nacional de Ciencias y Artes en Tecnología y Diseño.

Características del silo solar

El diseño del silo solar hexagonal presenta una estructura en la cual parte de sus muros y techo    están constituidos por elementos estructurales de pared delgada de sección transversal rectangular, formando conductos en los que se alojan diversos dispositivos de control solar, unidos al área de captación en donde se integran a estos elementos los colectores solares.

Asimismo se utilizan materiales de «concreto orgánico» desarrollados en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM los cuales presentan excelentes propiedades a un bajo costo.

En el silo los granos fluyen al interior a través de un alimentador el cual distribuye el flujo en dos canales  simétricos, ambos de 45 grados con respecto a la horizontal, la sección transversal está dividida en dos secciones interiores por medio de placas transversales, éstas son paralelas a las paredes del fondo del silo a 30 grados con respecto a la horizontal, el propósito de dichas placas es reducir los esfuerzos entre las paredes y el grano y asegurar un flujo homogéneo durante el proceso de llenado y vaciado.

Construya su silo

Un silo de 40 mil toneladas con las características diseñadas por los científicos universitarios costaría alrededor de diez millones de dólares. Empero al cabo de 20 almacenamientos se recupera el costo del silo.

«México es un país en el cual el consumo de granos alimenticios, tanto los de producción nacional como los importados, forman una parte vital de la economía y la infraestructura existente para el almacenamiento y la distribución es insuficiente para las necesidades básicas de la nación», subraya Baltasar Mena.

Explica que por ello existe una imperiosa necesidad de construir un gran número de silos de alta   capacidad de almacenamiento y rapidez de distribución, localizados en puntos clave de acceso  y puertos de importancia. Con ello se podría hacer mas eficiente el almacenamiento de los granos.

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