Equilíbrio Higroscópico: Importância e aplicação no armazenamento

Para preservar a qualidade dos grãos durante o armazenamento, torna-se necessário conhecer a relação existente entre o teor de água de equilíbrio do produto e a umidade relativa do ar, a uma determinada temperatura.


A maioria dos produtos agrícolas são higroscópicos, e devido sua característica porosa, possuem a capacidade de ceder ou adsorver água do ambiente, convergindo a manter uma relação de equilíbrio com o ar. Quando o teor de água de um material higroscópico se encontra estável com a temperatura e umidade relativa do ar, ou seja, não há troca de água (na forma de vapor) entre o grãos e o ambiente, pode-se afirmar que o produto atingiu o teor de água de equilíbrio, também denominado de equilíbrio higroscópico.


Conforme combinação das condições psicrométricas do ar (umidade relativa e temperatura), o ar insuflado na massa de grãos pode proporcionar secagem, manutenção ou até mesmo aumento do teor de água de equilíbrio do produto. A fim de manter o teor de água dos grãos dentro de uma faixa segura para a boa conservação de sua qualidade, e ao mesmo tempo evitar secagem excessiva que acarreta em perda de peso do material, conhecido como ‘quebra de umidade’, deve-se fazer o uso correto das tabelas de equilíbrio higroscópico.


As tabelas de equilíbrio higroscópico são construídas por meio de modelagem matemática, utilizando softwares e critérios estatísticos específicos. Na maioria dos casos, o modelo selecionado será específico para determinado grão, não devendo ser usado para representar outro tipo, o que pode resultar em diferenças significativas no teor de água de equilíbrio.


Isto ocorre pois o teor de água de equilíbrio está sujeito à composição química dos alimentos. Por exemplo, grãos com elevado teor de óleo, como é o caso da soja, adsorvem menor quantidade de água do ambiente do que os grãos com alto teor de amido, como por exemplo o milho. Além disso, a variedade, maturidade, teor de água, condições físicas e sanitárias, também são determinantes para o estabelecimento do teor de água de equilíbrio.


Observe nas Tabelas 1 e 2 as diferenças encontradas entre os teores de água de equilíbrio de grãos de soja e milho, respectivamente.


Tabela 1. Teores de água de equilíbrio (%, b.u.) de grãos de soja, para diferentes condições de temperatura (°C) e umidade relativa (%).



Tabela 2. Teores de água de equilíbrio (%, b.u.) de grãos de milho, para diferentes condições de temperatura (°C) e umidade relativa (%).


Nota-se, nas Tabelas 1 e 2, a discrepância entre os teores de água de equilíbrio dos grãos de soja e milho, para as mesmas condições de armazenamento. Por exemplo, se a temperatura e umidade relativa do ar forem de 24 °C e 70%, os teores de água de equilíbrio da soja e do milho serão de 13,0 (%, b.u.) e 14,3 (%, b.u.), ou seja, uma diferença de mais de um ponto percentual.


As tabelas de equilíbrio higroscópico são construídas no sentido de auxiliar unidades armazenadoras que utilizam a técnica da aeração para prevenir ou solucionar problemas de conservação de grãos estocados em silos e graneleiros. A adequada operação do sistema de aeração requer conhecimento sobre as condições higroscópicas da massa de grãos e psicrométricas do ar.


Além do mais, deve-se levar em consideração que durante a aeração, o ar é aquecido após passar pelos ventiladores, alterando as condições de umidade relativa. Esse aquecimento é gerado pelo atrito do ar com as pás e paredes internas do ventilador. Além disso, a estrutura do ventilador é exposta à radiação solar, o que poderá contribuir com a elevação da temperatura do ar, a depender do posicionamento do sol durante o dia.


De acordo com a potência do ventilador empregado, a temperatura pode aumentar de 2 a 4 °C. Este acréscimo precisa ser considerado no momento da tomada de decisão quanto à realização da aeração, uma vez que apresenta impacto significativo na umidade relativa do ar, e consequentemente, no teor de água de equilíbrio dos grãos, conforme verifica-se a seguir. Na Tabela 3 é exemplificado a redução da umidade relativa mediante aquecimento do ar ambiente.


Tabela 3. Valores de umidade relativa do ar após aquecimento do ar ambiente proporcionado pelo ventilador.


Considerando este aquecimento do ar proporcionado pelo ventilador, é possível uniformizar a condição psicrométrica do ar para as operações de aeração dos grãos. Por exemplo, caso a temperatura e umidade relativa do ar ambiente seja de 26 °C e 90%, os teores de água de equilíbrio dos grãos de soja e milho serão de 24,5 (%, b.u.) (Tabela 1) e 18,8 (%, b.u.) (Tabela 2). Com o aquecimento do ar em mais 4 °C, a temperatura e umidade relativa do ar passarão para 30 °C e 71,3% (Tabela 3). Nestas condições, o teor de água de equilíbrio corrigido será de 12,50 (%, b.u.) para grãos de soja e 13,8 (%, b.u.) para grãos de milho.


Dessa forma, é extremamente recomendável que o gestor ou operador da armazenagem leve em consideração a correção da temperatura e umidade relativa na tabela de equilíbrio higroscópico, de modo a evitar a supersecagem dos grãos armazenados e, consequentemente, prejuízos por ‘quebra de umidade’ no momento da comercialização.


Caso o seu sistema de aeração não pondere esse fator tão importante, aconselha-se corrigir essa falha imediatamente.

Sendo cliente Procer, fique tranquilo, pois o sistema automatizado Ceres é devidamente parametrizado considerando o ganho de temperatura gerado no ventilador, de forma que as decisões estejam sendo feitas com total segurança.

Juliana Soares Zeymer

Engenheira Agrônoma, Pesquisadora na Área de Armazenamento e Processamento de Grãos


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