Simulación Computacional de la Difusión de Gases en Sistemas de Almacenamiento Hermético

Abstract

Mediante un modelo 3D acoplado de transporte de energía y materia, (contenido de humedad, O2 y CO2) se determina la evolución de la temperatura y humedad de los granos almacenados en silos-bolsa así como la difusión y evolución de la concentración de los gases de la atmósfera intergranaria. El sistema de ecuaciones resultantes fue implementado en COMSOL Multiphysics 4.2 y resuelto por el método de elementos finitos. Se analizaron condiciones altamente probables de ocurrir en el manejo de las bolsas en el campo como son el llenado del silo-bolsa con granos a diferentes contenidos de humedad y la pérdida de integridad de la bolsa debido a roturas. Para distribuciones iniciales no uniforme del contenido de humedad de los granos, debido a la difusión en dirección longitudinal, se producen zonas de transición en donde el nivel de concentración aumenta significativamente respecto al de referencia. Sin embargo, este aumento no es el resultado de un proceso de deterioro de la zona en cuestión. Perforaciones de 10 mm de diámetro por metro de bolsa alteran significativamente la evolución de la concentración de O2 y CO2 pudiendo generarse focos importantes de deterioro. Este análisis aporta información básica para la implementación de un protocolo de monitoreo de las bolsas basado en la comparación del nivel de concentración de O2 y CO2 con valores de referencia.