AERAR: Programa Computacional para Dimensionamento 
de Sistemas de Aeração de Grãos em Silos de Fundo Plano

Autores

Eduardo Vicente do Prado
Email:eprado@dea.ufv.br
Vínculo: Departamento de Engenharia Agrícola / Universidade Federal de Viçosa
Endereço: 36571-000 - Viçosa, Minas Gerais
Telefone: (31) 899 1873

Evandro de Castro Melo, D.S.
Email:ecmelo@mail.ufv.br
Vínculo: Departamento de Engenharia Agrícola / Universidade Federal de Viçosa
Endereço: 36571-000 - Viçosa, Minas Gerais
Telefone: (31) 899 1873

Adílio Flauzino Lacerda Filho, D.S.
Email:alacerda@mail.ufv.br
Vínculo: Departamento de Engenharia Agrícola / Universidade Federal de Viçosa
Endereço: 36571-000 - Viçosa, Minas Gerais
Telefone: (31) 899 1872

Paulo César Corrêa, D.S.
Email:copace@mail.ufv.br
Vínculo: Departamento de Engenharia Agrícola / Universidade Federal de Viçosa
Endereço: 36571-000 - Viçosa, Minas Gerais
Telefone: (31) 899 1876

Resumo

Desenvolveu-se um programa de computador para dimensionar e localizar dutos de aeração, potência do ventilador e consumo energético em um sistema de aeração, em silos de fundo plano, para armazenamento de grãos. Um sistema de aeração consiste de silos, ventilador, dutos para alimentação e distribuição do ar, sendo que, em alguns casos, a distribuição de ar pode ser feita em fundo totalmente perfurado. O programa apresentado foi desenvolvido para dimensionar a potência do ventilador, largura e profundidade dos dutos de alimentação, largura, profundidade e comprimento dos dutos de aeração, e o melhor espaçamento entre eles. O "software", fornece resultados confiáveis, uma vez que os modelos empregados são oriundos de metodologias consagradas e já validadas, com base na literatura existente.

Abstract

A computer program was developed for the designing and placement of perforated ducts in aeration system for grains storage bins, and also for calculating the fan potency required for the correct grain aeration.

An aeration system consists of fan, air feeding ducts and perforated ducts for aeration (or perforated foils); and, the presented computer program was developed for designing the potency of the fan, the weidth and depth of the feeding ducts, weidth, depth and length of the aeration ducts as well the best spacing among them.

The results given by the developed computer program are very trustful because it is based on well-known methodology.

Palavras Chaves

aeração, dutos, dimensionamento, software.

1. INTRODUÇÃO

O Brasil, segundo informações da CONAB (1999) tem, hoje, uma produção de grãos da ordem de 81,0 milhões de toneladas.

Ferreira (1981) estimou as perdas ocorridos durante a movimentação do produto e as causadas por insetos seriam da ordem de 15 a 30%.

A aeração de grãos é uma técnica empregada, com freqüência, em regiões de clima temperado. A sua utilização vem sendo intensificada nas regiões de clima subtropical, apesar de restrições anteriores, principalmente no Brasil.

A aeração pode ser definida como o processo em que o ar se movimenta através da massa de grãos, em convecção forçada, com o objetivo de diminuir e uniformizar a temperatura do produto até o nível permitido pelas condições do ambiente, preservando a sua qualidade. É considerado, em todo o mundo, o método de preservação de grãos mais ecologicamente correto Calderón (1975) citado por FAO (1982).

Esta técnica é usada para modificar o microclima na massa de grãos, e assim torná-la desfavorável ao desenvolvimento de organismos nocivos ao produto e, ao mesmo tempo, criar condições favoráveis à preservação da qualidade.

2. QUESTÃO METODOLÓGICA

2.1 - Características do programa.

O programa foi desenvolvido em ambiente DELPHI 3.0, pelo fato de apresentar uma interface amigável para o usuário, comparado aos programas que utilizam o ambiente DOS. Utiliza ambiente WINDOWS, caracterizando-se pela facilidade de fornecimento de dados bem como na apresentação dos resultados, o que ajuda o engenheiro analisar o sistema de aeração proposto sob o ponto de vista técnico e econômico.

2.2 - Fundamentos conceituais

2.2.1 - Duto de aeração

A seção transversal dos dutos podem apresentar diferentes formas geométricas: circular, semicircular, trapezoidal, "V" ou "Ü" invertidos ou retangulares, sendo que os dutos que possuem as primeiras formas são instaladas sobre o piso, e os que apresentam a última forma podem, também, ser embutidos no piso (Figura 1).

Figura 1 - Dutos de Aeração embutidos no piso do Silo.

2.2.2 - Velocidades máximas

Outro ponto importante para um correto dimensionamento de sistemas de aeração de grãos é a velocidade máxima permitida nos dutos e na saída destes para os grãos. Lasseran (1981), recomenda que as velocidade do ar nas canalizações para silos pequenos e médios sejam da ordem de:

• 10,0 m/s na saída do difusor do ventilador;
• 8,0 m/s nos coletores ou dutos principais;
• 4,0 m/s nos dutos de aeração;
• 0,25 a 0,50 m/s na passagem do ar dos dutos aos grãos.

2.2.3 - Vazão específica de ar

Entende-se por vazão específica ou vazão de renovação, a quantidade de ar expressa em m³ por hora, por m³ ou por tonelada de grão (m³.h^-1.m^-3 ou m³.h^-1.t^-1).
 

Vazão Específica (m3/h.m3)	Operações
20 a 30 15 a 20 5 a 15	Resfriamento – manutenção – secagem Resfriamento – manutenção Somente resfriamento

Tabela 1 - Vazões específicas para aeração de grãos.

2.2.4 - Pressão estática

Hukil e Shedd, citados por Brooker et ali. (1992), deduziram as Equações 1 e 2, para calcular a variação de pressão estática causada pela resistência à passagem do ar através da massa de grãos e através da chapa perfurada. Essa variação é função das características do produto.

(1)

em que:

D Pe = perda de pressão estática, mmca;

Q = vazão de ar, m³.min^-1;

A = área do silo, m²;

a , b = coeficientes que dependem dos produtos a serem armazenados; e

H = altura da camada de grãos, m.

A resistência oferecida pela chapa metálica perfurada ao escoamento do ar é importante, pois esta é normalmente usada para sustentação do produto em silos com piso todo em chapa perfurada ou em silos com sistema de dutos para distribuição do ar.

A fórmula que dá a perda de pressão na chapa é:

(2)

onde:

D Pchapa = perda de pressão na chapa perfurada, mma;

Q = vazão de ar, m³/s;

A = área do silo, m²;

F = porcentagem de furo na chapa, decimal;

P = porosidade, decimal.

2.3 - Consumo de Energia

O tempo necessário para se aerar uma massa de grãos, é o tempo gasto para se resfriar toda a massa de grãos.

O gasto específico de energia elétrica (kWh por tonelada e por período de aeração), cresce muito rapidamente, de acordo com a altura da massa de grãos no silo e com a vazão de renovação.

3. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Apesar da simplicidade, os resultados satisfatórios permitem afirmar que este software serve como ferramenta de auxílio ao profissional da área de engenharia agrícola que trabalha com dimensionamento e manejo de sistema de aeração.

Figura 2 - Janela de Entrada de Dados do Aerar.

Figura 3 - Exibição dos Resultados.

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS