Cuenca Rural

Martes 05.08.2008En Argentina se utilizan anualmente unas 25.000 toneladas de especies de semillas forrajeras. De estas, aproximadamente 14.000 son producidas en el país, mientras que 11.000 son importadas (en su mayoría correspondiente a semillas de alfalfa).

La producción de semillas nacionales certificadas es de aproximadamente 10.000 toneladas, mientras que las 4.000 toneladas restantes corresponden a semillas sin certificar. Las especies de mayor producción en Argentina son cebadilla criolla (3.600 t), alfalfa (1.500 t), ryegrass anual (1.350 t), ryegrass perenne (1.100 t) y festuca (1.100 t) (Dubois, 2006).

El contexto internacional coloca a Argentina como un posible productor y exportador de semillas, con lo cual se pueden generar importantes divisas y mano de obra para el país. Sin embargo, existen aun algunos aspectos técnicos de la producción, manejo y acondicionamiento de las semillas que deben ser ajustados para lograr una mayor eficiencia de producción de semillas de calidad.

Las semillas de las especies forrajeras no pueden almacenarse húmedas. Al igual que en los granos, el almacenamiento de semillas húmedas resulta en una alta actividad biológica, producto de la respiración de la propia semilla y de los hongos del almacenamiento.

Estos hongos encuentran condiciones favorables para su desarrollo cuando la humedad relativa del espacio intersticial es superior a 70% (depende del tipo de semilla). El almacenamiento de semilla húmeda resulta en una elevada tasa de respiración, con consumo de materia seca de la semilla, liberación de dióxido de carbono, agua y calor.

La liberación de calor resulta en el autocalentamiento de la semilla, con importantes pérdidas de calidad (disminución del poder germinativo). Por tal motivo, el manejo adecuado en la postcosecha de las semillas de forrajeras se basa en la premisa de almacenarlas sanas, secas y limpias.

La práctica corriente en la producción de semillas forrajeras consiste en el corte e hilerado de las especies previo a su cosecha y trilla. Esta actividad (corte e hilerado) se realiza cuando la semilla tiene humedades cercanas a 40-45%. Luego, el material cortado se deja secar en la andana hasta obtener humedades cercanas a 12-14%, para posteriormente realizar la recolección y trilla mecánica.

La práctica de corte, hilerado y secado a campo está extensamente difundida a lo largo de toda la geografía del país. Sin embargo, la práctica de secado a campo frecuentemente resulta en pérdidas de calidad de la semilla (pérdida de poder germinativo), retraso en la liberación de los lotes, importantes pérdidas por desgrane al efectuar la recolección y problemas en la logística de las empresas semilleras. En definitiva, pérdidas económicas para el establecimiento.

Las condiciones climáticas en la etapa previa a la cosecha son determinantes para lograr un secado a campo rápido y sin pérdidas de calidad, lo cual se consigue con días de alta temperatura, baja humedad relativa y vientos de moderada intensidad.

Si se dan este tipo de condiciones, las semillas podrán ser recolectadas y trilladas un par de días después de haber realizado el corte e hilerado, con relativamente pocas pérdidas de calidad.

Sin embargo, si las condiciones climáticas luego del corte e hilerado son de baja temperatura y días húmedos, entonces el secado a campo puede tardar semanas, con la consiguiente pérdidas de semillas en el campo (desgrane) y pérdida de calidad de aquellas semillas que se pudieron cosechar (pérdida de poder germinativo). De esta manera queda determinado que algunas zonas productivas, por las condiciones climáticas en el momento de la cosecha, el secado a campo tienen buen potencial para ser implementado, mientras que en otras zonas este sistema resulta demasiado riesgoso.

Una alternativa al secado a campo es el secado artificial de las semillas. El secado artificial de las semillas forrajeras permite que se coseche anticipadamente, reduciendo notablemente el desgrane de las semillas (más crítico en algunas especies que en otras) y eliminando el efecto de la variabilidad climática.

El secado artificial de semillas forrajeras se realiza con aire natural o baja temperatura (AN/BT). Una limitante de los sistemas de secado AN/BT es el relativamente largo tiempo de secado, motivo por el cual, si no es correctamente diseñado y operado, puede resultar en pérdidas de calidad de la semilla (pérdida significativa del poder germinativo).

Para minimizar dichas pérdidas de calidad durante el secado es necesario relacionar el caudal de aire de secado y la humedad inicial de la semilla a las condiciones climáticas del lugar (Ej.: en climas húmedos se debe contar con mayor caudal de aire y/o menor humedad inicial de semilla que en climas secos).

El objetivo final es bajar la humedad de las simientes a valores seguros sin perdida de calidad de la semilla, permitiendo el almacenaje posterior con bajo riesgo de pérdidas de calidad.

Cuando comienza el proceso de secado la semilla tiene una humedad uniforme en toda la profundidad del lecho de secado. Luego de algunas horas de funcionamiento del ventilador, la semilla de la base de la celda de secado alcanzó la humedad final deseada, mientras que las capas superiores se encuentran todavía a humedades por encima a las aconsejadas para el almacenamiento seguro.

A medida que el ventilador sigue funcionando, el frente de secado avanza en el mismo sentido que la dirección del caudal de aire. De esta manera, la última semilla que se logrará secar es la que esta ubicada en la parte superficial del lecho de secado, por lo que el caudal de aire debe dimensionarse de manera tal que el frente de secado arribe a la capa superior antes que se produzcan pérdidas de calidad en la semilla (Figura1).

Figura 1. Esquema de avance del frente de secado en una celda. Se detalla el perfil del lecho de secado con las capas de semillas con diferentes contenidos de humedad.

El proceso de secado se considera terminado cuando el frente de secado atraviesa toda la masa de semillas. Se mencionó anteriormente que una limitante de los sistemas de secado con aire natural es el relativamente largo tiempo de secado.

Para secar semillas de 20 a 13% con un caudal de aire cercano a 1 m3min-1t-1 se requieren entre 400 y 1000 horas de ventilador, de acuerdo a las condiciones climáticas del lugar. Esto implica que las semillas de la capa superior de la celda van a permanecer húmedas (aproximadamente a la misma humedad a la que fueron cosechadas) durante un largo periodo de tiempo (400 a 1000 horas).

Esto conforma una zona de riesgo, con posibles pérdidas de materia seca (MS) y calidad de la semilla (pérdida de PG). Dicha situación puede ser aún más crítica en regiones de climas cálidos, en donde la temperatura durante la época de secado es elevada, con lo cual aumenta la actividad biológica en la capa superior de la celda de secado (mayor respiración de las simientes, hongos e insectos presentes).

También puede ser crítico en aquellas zonas de climas húmedos, ya que el aire ambiente no tiene suficiente potencial de secado. Por tales motivos se recomienda incrementar el caudal de aire a 4 - 6 m3min-1t-1 para aquellas zonas con condiciones climáticas inapropiadas.

Dimensionamiento del sistema de secado

Celda de secado

Conviene dimensionar la celda de secado de manera que contenga al menos un equipo de semillas (entre 12 y 15 toneladas aproximadamente). La altura de semilla en la celda de secado no debería superar los 1,5 m, por lo que las dimensiones de la celda se deberían fijar apropiadamente.

Según el peso hectolítrico de la semilla (entre 30 a 40 kg por hectolitro) el volumen de la celda debería ser de aproximadamente 40 m3, por lo que para una altura máxima de 1,5 m, el área de la celda debería ser de aproximadamente 27 m2 (aproximadamente 6 m x 5 m).

Las paredes de la celda deben ser impermeables al paso del aire, para evitar que el aire se canalice de manera lateral en lugar de pasar a través del lecho de la semilla. También conviene hacer la celda de manera modular, lo cual permitiría agrandar o achicar su capacidad de acuerdo a la cantidad de material a secar.

En aquellas celdas donde la distribución del aire se hace a través de conductos, también existe una altura mínima de semilla, la cual se corresponde con la separación entre conductos de aireación adyacente. Si, por ejemplo, la separación entre los conductos es de 1 m y la altura de semilla es de 0,7 m, entonces el aire se canalizará, saliendo directamente a la superficie de manera vertical sobre el conducto, quedando la zona entre conductos de aireación con poco o nulo caudal de aire.

Por lo tanto la altura del lecho de semilla nunca debe ser inferior que la separación entre conductos. La posibilidad de achicar el tamaño de la celda permite concentrar el material de manera que siempre se disponga de la altura mínima necesaria de semilla.

Humedad de la semilla y calidad del aire

Otro aspecto de importancia para considerar en el diseño de un sistema de secado es la calidad del aire. En los sistemas de secado con aire natural las condiciones climáticas tienen un efecto muy importante sobre la capacidad de secado.

Cuanto más frío y húmedo es el aire, menor es su potencial de secado (por hora de funcionamiento de ventilador menor cantidad de agua se remueve de la masa de semillas).

Por lo tanto, el caudal de aire mínimo y la humedad inicial máxima de la semilla deben estar de acuerdo a las condiciones climáticas típicas del lugar donde se realizará el secado. De igual manera, si las condiciones climáticas de dos localidades son suficientemente diferentes, entonces las características del sistema de secado y la forma de operarlo también deberían ser diferentes.

Para evitar tener problemas con la calidad de la semilla la clave es completar el secado lo más rápido posible. Para ello se debe tener en cuenta que el principal factor determinante de la velocidad de secado es el caudal de aire disponible.

En la Tabla 1 se puede apreciar el caudal de aire necesario para secar las semillas en un periodo de tiempo razonable de acuerdo a su humedad inicial. Para el secado de semillas forrajeras se recomienda un caudal de aire mínimo de 4 metros cúbicos de aire por minuto y por tonelada de semillas (m3min-1t-1).

Si la celda de secado contiene, por ejemplo, 10 toneladas de semilla, entonces el ventilador deberá proporcionar 40 metros cúbico de aire por minuto. Siempre conviene diseñar el sistema de secado de manera de poder secar bajo la condición más exigente que normalmente debemos manejar (Ej: de 25 a 12 o de 40 a 12%).

Tabla 1. Caudal de aire recomendado para secar las semillas en un tiempo razonable sin que se produzcan pérdidas de calidad de la simiente. Datos obtenidos de experiencia de secado de agropiro (Bartosik y Piñeiro, 2008).

Humedad inicial	Humedad final	Caudal de aire mínimo recomendado (m3min-1t-1)	Tiempo estimado de secado (Hs)
19,5 %	11,8 %	5	145,3
31,5 %	11,6 %	5	270,4
53,6 %	11,8 %	15	153,2

Caudal de aire, presión estática y potencia del ventilador

Las celdas de secado tienen una altura de entre 1 a 2 metros, siendo lo más típico no superar una altura de 1,5 m de lecho de semillas. La baja altura del lecho de secado, sumado a la baja resistencia al pasaje de aire por parte de las semillas (con excepción de las leguminosas), hace que la resistencia total que tiene que vencer el ventilador sea baja.

La Tabla 2 ofrece una guía del caudal total de aire, presión estática a vencer y potencia estimada del ventilador para celdas de secado de diferentes tamaños y con caudales específicos de aire de 1,5 a 6 (m3min-1t-1).

Tabla 2. Caudal total, presión estática y potencia de ventilador estimada para celdas de secado de semillas forrajeras de diferentes capacidades (10, 20 y 30 toneladas), alturas de semilla (1; 1,5 y 2 m) y caudales específicos (1,5; 2; 4 y 6 m3min-1t-1). Los cálculos fueron efectuados en base a datos obtenidos del Estándar de ASAE D241.4 y D272.3.

Toneladas	Altura de semilla	Caudal específico	Caudal total	Presion estática	Potencia estimada 1
10	1	1.5	15	164	0.2
		2	20	178	0.2
		4	40	234	0.5
		6	60	293	0.8
	1.5	1.5	15	184	0.2
		2	20	204	0.2
		4	40	290	0.6
		6	60	379	1.1
	2	1.5	15	204	0.2
		2	20	231	0.3
		4	40	344	0.7
		6	60	463	1.3
20	1	1.5	30	206	0.3
		2	40	235	0.5
		4	80	356	1.3
		6	120	489	2.7
	1.5	1.5	30	247	0.4
		2	40	290	0.6
		4	80	472	1.7
		6	120	670	3.6
	2	1.5	30	287	0.4
		2	40	344	0.7
		4	80	587	2.1
		6	120	853	4.6
30	1	1.5	45	249	0.5
		2	60	294	0.8
		4	120	489	2.7
		6	180	709	5.7
	1.5	1.5	45	311	0.7
		2	60	379	1.1
		4	120	670	3.6
		6	180	1000	8.1
	2	1.5	45	373	0.8
		2	60	463	1.3
		4	120	853	4.6
		6	180	1292	10.4

1. Potencia estimada por formula

Cada ventilador posee una curva Presión-Caudal diferente, por lo que se debe consultar al fabricante acerca del tamaño de ventilador adecuado para vencer una determinada presión estática y ofrecer el caudal de aire deseado.

Distribución del aire

Otro aspecto de capital importancia para el adecuado diseño de un sistema de secado de semillas forrajeras es el sistema de distribución de aire en la celda de secado. El mejor sistema de secado es el de piso plano totalmente perforado. Para ello se debe tener en cuenta que el tamaño de los orificios del piso perforado deben ser lo suficientemente pequeños para que no permitan el paso de las semillas.

Sin embargo, muchas veces existen complicaciones para la instalación de pisos planos totalmente perforados en las celdas, ya sea por los costos o por la necesidad de ingresar a la celda de secado con maquinaria pesada para la extracción de las semillas (Ej. palas mecánicas).

En esta última situación el problema radica en que la estructura del piso perforado debe ser lo suficientemente fuerte no solo para soportar el peso de la semilla, que en realidad es poco, sino que también debe soportar el peso de la maquinaria. Las estructuras reforzadas suelen tener costos más elevados que las estructuras convencionales.

Una alternativa es la construcción del falso piso con "pallets" de madera. Los "pallets" de madera ofrecen la posibilidad de removerlos a medida que se vacía la celda, por lo que permiten el ingreso de maquinarias pesadas. Los "pallets" deben ser lo suficientemente altos como para permitir una adecuada distribución del aire (20 cm de altura aproximadamente).

Se debe realizar una mínima obra civil en la celda, la cual consiste en un canal de distribución de aire, que se ubica en la cabecera de la celda, abarcando todo el ancho de la misma.

El canal de distribución de aire debería tener una profundidad de unos 40 cm, y un ancho de unos 30 a 40 cm de esta manera el área del canal asegura que la velocidad del aire en su interior no sea excesiva (la velocidad máxima ideal deberá ser menor de 304 m/min, y nunca superar los 500 m/min). El ventilador se conecta al mencionado canal de distribución del aire generalmente por el centro del canal (Figura 2).

Figura 2. Celda de secado mostrando el detalle del canal de distribución de aire y el ventilador.

Los "pallets" se deben ubicar de manera tal que no tengan listones de madera en sentido transversal a la circulación del aire, para evitar que se creen resistencias a la circulación del aire. Se cubre con los "pallets" la totalidad del piso de la celda, incluyendo el canal de distribución de aire.

Para evitar la canalización del aire, el cual tendería a salir en gran parte directamente hacia arriba del canal de distribución, conviene cubrir los primeros 50 cm del "pallet" con un material (plástico) impermeable de manera de direccionar el aire hacia el falso piso de los "pallets". El resto de los "pallets" se deberían cubrir con una malla fina para evitar que las semillas caigan por entre los listones del "pallet".

Figura 3. Celda de secado mostrando el detalle de la distribución de los "pallets".

La otra alternativa, generalmente más frecuente, para la distribución del aire en la celda son los conductos o canales de distribución de aire. En el diseño de los conductos de aireación los dos aspectos más importantes a tener en cuenta son su tamaño y la separación entre conductos adyacentes.

Respecto del tamaño de los conductos la regla general es que la velocidad del aire no debe superar los 500 m/min. Supongamos una celda de 15 toneladas de capacidad, y caudal de aire deseado de 4 m3min-1t-1.

Para dicha configuración el ventilador ofrece 60 m3/min, entonces el canal principal de distribución de aire deberá tener un área de 0,12 m2 (60 m3/min / 500 m/min), lo cual corresponde a un conducto de unos 30 cm de ancho por 40 cm de profundidad como mínimo (en el caso que el ventilador se conecte al centro del canal, el área del mismo se puede reducir a la mitad, ya que el caudal de aire se repartiría en partes iguales hacia los dos extremos, recibiendo cada sección la mitad del caudal total). A mayores caudales de aire, mayor debería ser el área del conducto para no sobrepasar la velocidad límite de 500 m/min.

Supongamos que la celda contiene 5 conductos de aireación, entonces para calcular el área de los conductos secundarios se debe dividir el caudal total por 5 y volver a repetir el cálculo. Para el caso del ejemplo anterior cada conducto secundario debería tener un área mínima de 0,024 m2, lo cual corresponde a un conducto de 20 por 12 cm. aproximadamente.

Para que el secado sea uniforme en toda la celda, la distribución de aire también tiene que ser uniforme. Para lograr una distribución de aire uniforme con conductos, estos se deben posicionar de manera tal que ninguna zona de la celda quede a mayor distancia del conducto que la mitad de la altura de la masa de semillas.

Esto implica que para una altura de semilla de 1 m, la distancia entre dos conductos sucesivos debe ser de 1 m como máximo. A su vez, la distancia entre la pared de la celda y el conducto de aireación debe ser como máximo de 0,5 m.

Figura 4. Vista en corte de una celda de secado donde se puede apreciar la relación entre la altura de semillas y la distancia entre conductos, como así también la separación entre el conducto de aireación y la pared de la celda.

Figura 5. Celda de secado de semillas forrajeras donde se pueden apreciar los conductos de aireación empotrados en el piso. Note la distancia entre conductos como así también las guías metálicas para armar los diferentes módulos de secado.

Figura 6. Celda de secado de semillas forrajeras donde se puede apreciar las conexiones a los ventiladores (ubicados en la parte exterior de la celda). Los conductos de aireación en este caso son desmontables, lo cual permite aprovechar el espacio de la celda fuera de la época de secado.

Figura 7. Conductos tipo ½ caña de aireación desmontables.

 

Ver: Semillas forrajeras Parte II

Ver: Semillas forrajeras Parte III

Ricardo Bartosik, Leandro Cardoso y Enzo Daniel Piñeiro
EEA INTA Balcarce
Grupo Poscosecha de Granos - INTA-PRECOP
Ruta 226 km 73,5, Balcarce (7620)
Te: 02266 439100
Email: rbartosik@balcarce.inta.gov.ar