Índice de Materias
Resumen Ejecutivo . . . 3
Características del Maíz de los EE.UU. Producción . . . 9
Comercialización . . . 10
Calidad . . . 10
Condición de exportación . . . 12
Calidad y Valor del Maíz Clasificaciones . . . 14
Contenido de humedad . . . 15
Valor nutritivo . . . 15
Almacenaje Tropical del Maíz Estadounidense Temperatura, contenido de humedad, y deterioración . . . 16
Contenido de humedad en equilibrio . . . 17
Condensación . . . 18
Material fino . . . 19
Mohos . . . 21
Insectos . . . 24
Mantenimiento de Calidad en Almacenaje Tropical Invertir el cono . . . 26 Control de existencias . . . 27 Monitoreo de humedad . . . 28 Monitoreo de temperatura . . . 28 Secar o enfriar . . . 29 Aireación . . . 29 Inhibidores de moho . . . 33 Tamizado . . . 37 Fumigación . . . 37
Referencias y Lecturas Recomendadas . . . 39–40 Apéndices Apéndice I Clasificación del maíz . . . 41
Apéndice II Monitoreo de la temperatura del grano . . . 42
Apéndice III Aireación en climas tropicales . . . 45
Apéndice IV Valor nutritivo y contenido de xantofila . . . 52
Resumen Ejecutivo y
Recomendaciones para el Almacenamiento
Características
El maíz de los EE.UU. es semiblando y dentado, el cual contiene dos tipos de células de endosperma en el mismo grano. Parte del endosperma consiste en células que con-tienen una combinación cristalina dura de almidones y proteínas. El resto del
endosperma consiste en una combinación de almidón y proteína más blanda y opaca. Debido a estas características, las variedades de alta producción norteamericanas son semiblandas y se quiebran más fácilmente que las variedades más duras. El grano blando requiere menos energía y menos tiempo para moler que el grano duro.
Las variedades de maíz común producen grano de alto valor energético y nutritivo. Además, hay maíces especiales de identidad preservada que tienen niveles aún más altos de energía y proteína. La zona norteamericana más productora de maíz tiene un clima que se mantiene frío y húmedo durante la época de la cosecha y durante los primeros seis meses de almacenaje. Por esto, la mayoría del maíz norteamericano se cosecha con contenidos altos de humedad y se seca con secadoras de granos. Este grano se almacena frío con un contenido de 14-17% de humedad. Los exportadores tienen que acumular cantidades de grano que contiene niveles de humedad baja para alcanzar los requisitos de exportación.
Grados, Especificaciones de Contrato, y Almacenabilidad
El grado limita tanto los daños como el material extraño La mayoría de maíz de producto básico de los EE.UU. se exporta bajo contratos que especifican US #2 o mejor. El límite de la clasificación de US #2 es 3% de granos quebrados y mate-rial extraño (BCFM). Esto significa que el grano que sale del silo del exportador rumbo al barco no puede contener más de un promedio de 3% de material que pasa por un tamiz de 12/64 pulgadas (4.8 mm) de huecos redondos. Para la clasifi-cación US #2 se limita al 5% los granos dañados, o sea, decolorados por la acción del clima o plagas. No obstante, el contenido promedio de granos dañados del maíz de exportación es menos del 3%.
Humedad y valor equivalente La humedad del grano contribuye peso sin proveer substancias nutritivas, tales como proteínas, almidones, grasas, vitaminas y min-erales. El valor equivalente de grano a cualquier nivel de humedad se puede cal-cular multiplicando el precio por tonelada por la proporción del peso seco a los distintos niveles de contenido de humedad. Vamos a considerar el ejemplo de un comprador dispuesto a pagar $120/tonelada de un producto básico a un nivel de 15% de humedad. Si comprara el mismo producto básico a un nivel de 14% de contenido de humedad, recibiría más sustancias nutritivas por tonelada. En este ejemplo la proporción de peso seco es (100%-14% c.h.)/(100% - 15% c.h.) = 1.01176 [Véase nota a pie de página1]. El valor equivalente por tonelada del pro-ducto básico al nivel de 14% contenido de humedad es $120*1.01176, o sea = $121.4/tonelada. Dicho de otra manera, a un nivel de 14% de contenido de humedad y $121.4/tonelada el comprador no paga más por kilogramo de sustan-cias nutritivas que $120/tonelada por el mismo producto básico a 15% c.h.
Material Fino
Definiciones El material fino del maíz consiste en partículas notablemente más pequeñas que los mismos granos. La mayoría del material fino en maíz de los EE.UU. consiste en pedazos de maíz quebrado y tiene más o menos la misma cali-dad de sustancias nutritivas que el grano entero. El punto de acumulación de este material fino debajo de la espita (tubo) por donde cae el grano al contenedor gen-eralmente se designa como “spoutline”. En el maíz estas “spoutlines”contienen cinco veces o más material fino que el grano en otras partes de la masa.
Tamizado El maíz se pasa por tamices para separar el material más grande que el mismo maíz así como también para sacar o quitar la mayoría del material fino. Si se limpia el maíz pasándolo por tamices antes de almacenarlo se acumula menos material fino en la columna central o “spoutline” y se simplifica el proceso de almacenamiento.
Invertir el cono En los depósitos que tienen una espita de entrada central y una com-puerta de salida central, se extrae la columna central o “spoutline” del maíz poco después de llenar el depósito. Esto deja un cono invertido en la superficie y no un pico en la superficie del grano. Esta práctica económica y sencilla extrae mucho del material fino y facilita enormemente el mantenimiento de la calidad del grano.
Humedad
Condensación Cuando los granos fríos pasan por aire tibio y húmedo, el agua a veces se condensa en la superficie del grano. Esto se ve de vez en cuando al descargar el grano frío en puertos tropicales. El grano absorbe esta humedad rápidamente. Si se mantiene el grano fresco por varios días o semanas, este contenido mayor de
humedad y la humedad relativa dentro del grano tiene muy poco efecto negativo y el aumento del contenido de la humedad es bajo. Sin embargo, esta concentración de agua recién absorbida se mantiene en las capas de afuera del grano y puede causar que los medidores de humedad electrónicos sobreestimen la humedad del grano.
Efecto de humedad en la tasa de deterioro Si el grano presenta altos contenidos de humedad, esto produce una humedad relativamente alta en el aire entre los granos, lo cual permite el crecimiento y respiración acelerada del moho. Por cada punto de porcentaje de humedad mayor del 14% aumenta la tasa de la respiración y deterioro del grano por un factor de aproximadamente dos, al tomar en cuenta el rango de temperatura normal que se encuentra en los depósitos de almacenaje en el trópico.
Como se mueve la humedad La humedad puede emigrar y concentrarse en un área de la masa del grano. La humedad se mueve en forma de vapor por gradientes de presión del vapor producidos por las diferencias en la temperatura de una parte de la masa a otra. Otra manera de movimiento de la humedad puede ser causada por corrientes de aire impulsado por el viento o por efectos de chimenea. Normal-mente en los climas tropicales la migración de humedad es causada más probable-mente por los siguientes factores:
Aireación. El proceso de aireación mal controlado probablemente causa la acumulación de humedad en partes de la masa del grano. Ejemplos de un proceso de aireación mal controlados incluyen airear grano fresco con aire tibio y húmedo, o mantener el grano a temperaturas más altas que la temper-atura promedio ambiental, aireándolo sólo durante las horas calientes del día.
gra-Efectos de la sombra. En sitios tropicales la pared interior de los depósitos en zonas con sombra con frecuencia desarrolla capas de granos oscuros y endurecidos que se pegan a la pared al sacar el grano. Se cree que estos daños son los resultados de concentraciones de humedad en las áreas más frescas del deposito.
Temperatura
Por qué cambia la temperatura Durante el almacenaje en zonas tropicales existen dos razones por las cuales cambia la temperatura del grano importado. Ya sea que el grano llegó más fresco que las condiciones ambientales existentes y poco a poco se está calentando para balancearse con esas condiciones, o el grano se está calentando de manera interna. Se puede descubrir la razón del cambio al observar el patrón de cambio de las temperaturas dentro de la masa.
Efectos de la temperatura sobre la tasa de deterioro La tasa de respiración y deteri-oro del grano por encima de los límites del umbral para el crecimiento de moho depende de la temperatura y contenido de humedad del grano. Cada aumento de 10 ºC en la temperatura del grano a nivel normal de humedad, causa un aumento en la tasa de respiración y deterioro por un factor de tres.
Plagas
Contaminación causada por plagas Los insectos causan contaminación del grano con partes de sus cuerpos y sus excrementos. La contaminación con orina y excre-mento de roedores así como los excreexcre-mentos de aves pueden introducir organis-mos dañinos al grano, los cuales pueden introducirse en los alimentos.
Control de aves y roedores Cuando se almacena el grano en un cobertizo abierto esto causa problemas por las aves y los roedores. Se debería mantener una barrera alrededor de la bodega en la cual no se permite vegetación y en la cual no haya agua. Se deberían sacar los excrementos de las aves y los roedores si es posible para no contaminar el grano y no pasar esta contaminación a los alimentos. Las aves son problemas particularmente en los puertos donde pueden contaminar el grano antes de que llegue a la bodega. Se recomienda una revisión de los alimen-tos para determinar si están contaminados con Salmonella u otros organismos.
Control de insectos Los productores de alimentos normalmente no dan mucha impor-tancia al presencia de insectos en el grano. Sin embargo, muchos importadores de maíz estadounidense producen harina, semilla o arroz molido en el mismo lugar donde producen alimentos para animales, así que es importante minimizar las infestaciones en los ingredientes sin procesar, incluyendo el maíz. El maíz de los EE.UU. no puede contener más de nueve insectos por kilogramo de muestra sin recibir la designación especial “infestado”. La mayoría del maíz exportado con-tiene niveles de densidad de insectos mucho más bajos. No obstante, en una planta procesadora que se preocupe por la presencia de insectos en el grano alma-cenado es mejor limitar los niveles de infestación en las especificaciones del con-trato o requerir fumigación durante el tránsito. Una vez que el producto llega al país, el método más eficiente de controlar los insectos incluye un buen sanidad y programa de monitoreo, el uso de aireación para mantener la temperatura del grano por debajo de la temperatura diaria promedio del ambiente, así como limitar los períodos de almacenamiento en condiciones tropicales.
Micotoxinas
Fuentes de micotoxinas Los mohos produces sustancias tóxicas llamadas micotoxi-nas. A veces existen toxinas en granos de cereal. En los EE.UU. todo maíz de exportación se analiza para la presencia de aflatoxina, la toxina más común. No se puede cargar maíz que contiene más de 20 ppb (partes por billón.)
Toxinas de hongos de campo Ciertos hongos incluyendo los del género fusarium cre-cen comúnmente en plantas de maíz. Es muy común y nada raro encontrar estos hongos en el tejido exterior de los granos de maíz recién cosechados. La presencia continua de altos porcentajes de granos infectados con fusarium normalmente indica que el grano ha sido almacenado bajo buenas condiciones. La razón es que las mismas condiciones que promueven el crecimiento de hongos de almace-namiento tienden a causar la muerte del hongo fusarium en la semilla.
El hongo fusarium causa la podredumbre del tallo y la espiga así como otras enfermedades de las plantas dependiendo de las condiciones del medio ambiente. El crecimiento de este hongo también puede resultar en la contaminación de la semilla con micotoxinas. DON, fumonisina, T-2 toxina y zearálenona son ejemp-los de estos tipos de toxinas que a veces se encuentran en el grano cosechado. Normalmente la contaminación de micotoxinas es un fenómeno localizado pre-sente durante unas cosechas y no otras. Aproximadamente 80% del maíz cultivado en los EE.UU. es de consumo interno así que la presencia de estas sustancias y la ubicación de áreas con problemas, típicamente se descubren mucho antes de que los granos contaminados entren en los canales de exportación.
Toxinas de hongos de almacenamiento Ciertas especies de hongos se especializan en atacar semillas almacenadas. Bajo condiciones poco comunes de alta húmedad y altas temperaturas, algunos de estos hongos pueden producir micotoxinas. Las mismas buenas prácticas de almacenamiento que mantienen la calidad del grano previenen la contaminación con estas micotoxinas.
Características del Maíz de los Estados Unidos
Producción
Por más de un siglo el maíz ha sido la cosecha más grande de los Estados Unidos. Más de 70% de maíz producido en los EE.UU. se cultiva en la “zona o cinturón de maíz” en los estados templados de Iowa, Illinois, Nebraska, Minnesota, Indiana, Ohio y Dakota del Sur (Figura 1). Esta zona de Norteamérica es una de las áreas agrícolas más pro-ductivas del mundo debido a su tierra profunda, fértil, con topografía plana y ondulada, suficiente lluvia, además de una época larga de cultivo. Al principio del verano
norteamericano se siembra semilla híbrida de alto rendimiento y luego se cosecha al principio de la época fría del invierno.
Figura 1. Más de 70% de todo el maíz de los EE.UU. se cultiva en estos estados templados.
Comercialización
Parte del maíz se transporta directamente del campo a las plantas de silos de grano, los cuales proporcionan servicios para secar y almacenar el grano, mientras que otra parte se almacena en las granjas. Muchas de las granjas tienen sus propias secadoras, así como depósitos grandes para el grano. Más de 20% de la producción de maíz en los EE.UU. es para la exportación. La mayoría de este maíz se transporta a los elevadores de exportación en el Golfo de Méjico por río, en barcazas, pero también se transportan grandes cantidades por ferrocarril a los elevadores de exportación en las costas del Este y Oeste de los Estados Unidos.
Calidad
Así como los otros pastos, el grano de maíz contiene un pericarpio, es decir, una capa fibrosa en el exterior del grano producida por la planta madre para proteger la semilla (Figura 2.) Dentro del pericarpio se encuentran las dos estructuras más importantes de la semilla, el germen y el endosperma. El endosperma es un depósito de almidones y otros carbohidratos que producen la energía que la nueva planta requiere al germinar la semilla. El germen contiene tejidos de planta en estado embrionario, los cuales
incluyen la raíz, el retoño, y una estructura conocida como el órgano escutiforme, que le proporciona sustancias nutritivas además de materiales para crear células a la planta nueva al germinar la semilla.
Puesto que estas estructuras tienen distintas razones de ser, ellas contienen distintos tipos de sustancias nutritivas. El pericarpio representa sólo aproximadamente 5% del peso total del grano de maíz pero contribuye casi toda la fibra. El germen representa aproximadamente 13% del peso del grano de maíz de producto básico, pero contribuye aproximadamente con 85% de los lípidos (grasas y aceites) y casi un cuarto de toda la proteína. El endosperma, que representa más del 80% del peso total del grano de maíz de producto básico, consiste casi completamente en almidón y proteína.
Las variedades de maíz híbridas producen un grano con dos tipos de endosperma y con un dentado pronunciado al lado opuesto del germen. El endosperma consiste en células grandes con paredes muy delgadas. Dentro de las células traslúcidas (duras) del
endosperma se encuentran los gránulos de almidón bien comprimidos. Este almidón junto con el tipo de proteína que existe entre los gránulos adquiere una apariencia vítrea así como una textura quebradiza. En el endosperma opaco (blando) los gránulos de almidón son de forma más esférica, lo cual permite la presencia de espacios de aire entre los gránulos. Estos minúsculos espacios de aire, así como el tipo de proteína, contribuyen a la apariencia opaca y a la textura blanda.
Las variedades producidas en los EE.UU. se desarrollan con el fin de proveer poten-ciales de alto rendimiento, resistencia a las enfermedades, y buenas calidades nutriti-vas. Son tipos semiblandos con un pericarpio que, por casualidad, contienen
concentraciones relativamente bajas de pigmentos amarillos y de color naranja (carotenos y xantofilas). Estas características de endosperma semiblandos y color amarillo relativamente pálido no son de mucha importancia en el mercado doméstico, pero sin embargo son de interés para los compradores internacionales del maíz esta-dounidense. Este tipo de endosperma contribuye a la característica del maíz de los EE.UU. que se quiebra al ser manejado después de un secamiento a altas temperaturas. El proceso de manejo requerido para la exportación, dada la repetición de elevaciones, caídas e impactos, además de fuerzas mecánicas a las cuales se somete el grano
durante el proceso, produce desafíos para el importador. Durante el proceso de
Condición de Exportación
Existen varios factores que afectan la almacenabilidad de grano importado. El primero es el contenido de humedad. La mayoría de los importadores de maíz de los EE.UU. especifican un contenido de humedad máxima en los granos. Se recomienda esta prác-tica puesto que es la única medida de control posible sobre uno de los parámetros más importantes que afectan la tasa de deterioro. En los últimos años, el promedio del con-tenido de humedad del maíz de los EE.UU. exportado ha sido aproximadamente 14.3%, probablemente debido a las especificaciones máximas de contenido de humedad de 14.5% en la mayoría de los contratos. De todo el maíz producido en los EE.UU., el maíz con más probabilidad de ser exportado es el que se encuentra culti-vado cerca de los ríos a través de los cuales se transporta a los eleculti-vadores de
exportación. En la zona conocida como el cinturón de maíz, lo más probable es que se cosecha el maíz cuando contiene un mínimo de 20% de humedad. Ahora, típicamente se seca el maíz en secadoras de grano y se almacena a 15 - 17% de contenido de
humedad. Durante el proceso de aireación subsiguiente así como el almacenaje durante los meses fríos del invierno, el grano se seca aún más. Muchos granos de distintos orí-genes y con distintas características se mezclan para lograr los requisitos de contenido de humedad, densidad a granel, y otras especificaciones de los contratos de
exportación.
El porcentaje de granos quebrados y granos ya dañados también afecta la almacenabili-dad del grano. El promedio del contenido de maíz quebrado y materia extraña (BCFM) en el maíz de los EE.UU. exportado es el 2.7%, y el promedio de granos dañados es el 2.7%. Otros de los parámetros importantes para el almacenaje bajo condiciones tropi-cales de maíz de los EE.UU. es el número de granos infectados por mohos de almace-naje. Debido a que la prueba para determinar su presencia se demora varios días, esta información no está presente en el certificado de clasificación. Las infecciones de moho son una función de la historia del manejo y el almacenaje del grano, incluyendo el período de almacenaje, la humedad y la temperatura durante el almacenaje, además de los procesos de mezcla que han ocurrido durante el manejo de exportación. La Figura 3 muestra que el porcentaje de granos infectados por los mohos de almacenaje más importantes varía, dependiendo de la época de exportación del maíz de los
Calidad y Valor del Maíz
Clasificaciones (Grados)
La mayoría del maíz que se exporta de los EE.UU. está clasificado como U.S. #2. El certificado de clasificación significa que el comprador recibe una garantía que se han obtenido muestras y han sidas analizadas por los empleados de la agencia oficial de inspección de granos (FGIS) quienes son entrenados, certificados, y supervisados durante el desempeño de sus tareas, que las muestras han sido fiscalizadas de acuerdo con las normas oficiales, que los equipos empleados para la clasificación han sido cer-tificados y mantenidos, así como una lista extensiva de otras garantías. El Servicio Federal de Inspección de Granos (Federal Grain Inspection Service o FGIS) es una agencia del gobierno federal de los EE.UU, y es parte de una unidad denominada Grain Inspection, Packers, and Stockyards Administration (GIPSA). Las clasificaciones del maíz de los EE.UU. son muy bien conocidas y se presentan en el apéndice I.
El peso específico significa el peso del maíz que ocupa un volumen estándar. Esta medida se fija en libras por bushel y se puede convertir a kg/hl multiplicando la lb/bu por 1.28. BCFM es el material que cae al pasar por tamices con huecos redondos de tamaño de 12/64 pulgadas (4.8 mm) al agitar una muestra por el tamiz de aproximada-mente 250g tomado al azar de manera recomendada. También incluye los tallos, tusas o choclos y otros materiales que no son granos de maíz y que no pasan por el tamiz. Bajo las normas de los EE.UU. cualquier grano que no pasa por el tamiz aunque se encuentre quebrado sigue considerándose como maíz entero.
En los manuales del FGIS/GIPSA se encuentra una lista larga y detallada de la defini-ción de granos dañados. No todo grano que tiene una forma rara, deforme o con apari-encia oscura se considera dañado. Los que tienen daños mecánicos tampoco se
consideran como granos dañados. Ciertos mordiscos de insectos tampoco se consid-eran daños. A fin de cuentas se considera como dañado solo un grano que ha sufrido deterioro por mohos o insectos a tal grado que podría afectar la calidad nutritiva.
Contenido de Humedad
El contenido de humedad no es un factor de clasificación pero sin embargo se propor-ciona como un factor de información en los certificados de clasificación. En general existe una relación inversa entre el contenido de humedad y el precio. Para poder eval-uar el valor agregado de un producto básico más seco, se puede calcular el valor equiv-alente, es decir que la humedad agrega peso sin agregar los componentes deseados del maíz como proteínas, almidones, grasas, vitaminas y minerales. El valor equivalente a cualquier nivel de contenido de humedad se puede calcular multiplicando el precio por tonelada por la proporción del peso seco a distintos contenidos de humedad.
Consideremos el ejemplo de un comprador dispuesto a pagar $120/tonelada por un producto básico con un contenido de humedad de 15%. Si compra el mismo producto básico a 14% en cuanto al contenido de humedad, recibiría más nutrientes por
tonelada. La proporción de peso seco en este ejemplo es (100%-14% c.h.)/(100%-15% c.h.) = 1.01176. El valor equivalente por tonelada de este producto básico a 14% con-tenido de humedad sería $120*1.01176 ó = $121.4/tonelada. En otras palabras al 14% contenido de humedad y $121.4/tonelada el comprador no paga más por kilogramo de nutriente que a $120/tonelada por el mismo producto básico a 15% c.h.
Valor Nutritivo
Normalmente maíz de producto básico de los EE.UU. contiene 8-10% de proteína, aproximadamente 3% de fibra, 3-5% de aceite, así como un contenido neto de energía para crecimiento de aproximadamente 2 Mcal/kg. El maíz de alto contenido de aceite, así como otros maíces especializados, tienen componentes químicos significativamente distintos. Se recomienda limpiar (tamizar) antes del almacenaje para minimizar segre-gación en cuanto a los tamaños de las partículas, lo cual resulta en una acumulación de materia fina en la columna central de la masa de grano. El valor nutritivo de varias fracciones de tamaños varía poco (Tabla 1). En esta tabla se puede ver que el valor ali-menticio del maíz entero se fija en un valor de 100 para demostrar las diferencias rela-tivas. Los granos quebrados así como el polvo del maíz son buenos ingredientes alimenticios. Comparado con el grano entero, el polvo contiene casi cuatro veces la cantidad de fibra y aproximadamente 90% en cuanto a la proteína y energía.
Tabla 1. Valor nutritivo del BCFM y polvo en el maíz de los EE.UU. comparado con el grano entero.
Tamaño Energía Proteína Fibra cruda
Maíz entero 100 100 100
BCFM (<4.8 mm) 95 105 155
Polvo (<1.8 mm) 90 88 368
Almacenaje Tropical del Maíz Estadounidense
Los clientes que importan maíz de los EE.UU. a un ambiente tropical se enfrentan con desafíos más difíciles que sus homólogos en el país de origen en cuanto al almacenaje, por las siguientes razones: a) el proceso de exportación con tanto manejo del grano, causa más rotura y polvo, b) la temperatura ambiental es más alta que en el país de ori-gen, y c) la humedad relativa con frecuencia es más alta en los climas tropicales que en los EE.UU. Para poder enfrentarse con estos retos es importante entender los factores físicos, químicos y biológicos que afectan el deterioro del grano durante el período de almacenaje.Temperatura, Contenido de Humedad y Deterioración
En cuanto a la calidad del grano durante el período de almacenaje, generalmente el calor y el agua son los enemigos principales. Aún en zonas templadas la temperatura y contenido de humedad del grano establecen la tasa de deterioro así como la pérdida. La Tabla 2 demuestra que si se usan los factores de 13% contenido de humedad y 20 ºC como la condición de referencia del grano, un lote hipotético de maíz para exportación se supone que tiene 100 días de almacenaje antes de que ocurra una cantidad dada de respiración y deterioro. Los números determinados en la tabla son los días equivalentes de almacenaje seguro para el mismo maíz a temperaturas y humedad más altas. Al aumentar la temperatura del maíz de 13% de humedad a 30 ºC se reduce a 35 el número de días seguros de almacenaje porque ocurre un deterioro del grano de tres veces más rápido a la temperatura más alta que bajo las condiciones de referencia. El período de almacenaje seguro a 25 ºC es aproximadamente cinco veces menos a 15% c. h.que al 13% c.h.
Tabla 2. Días de almacenaje seguro según sea la temperatura y el contenido de humedad del grano.
Contenido de Humedad del Grano (%)
Contenido de Humedad en Equilibrio del Grano y Humedad
Relativa del Aire
La humedad presente en el aire y en el grano afecta varios aspectos del manejo y alma-cenaje de maíz de los EE.UU. en zonas tropicales. La norma de ASAE (Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas) D245.4 para el contenido de humedad en equilib-rio se ve en el Figura 4, donde se muestra la humedad relativa en equilibequilib-rio con maíz de los EE.UU. a 14.5% c.h. Puesto que existe un nivel más alto de granos quebrados en maíz exportado, es probable que la humedad relativa en equilibrio con este nivel de contenido de humedad sea un poco mas bajo de lo expuesto en la figura.
Figura 4. Contenido de humedad en equilibrio según la ecuación Chung-Pfost para maíz de los EE.UU. bajo condiciones tropicales.
ASAE estándar D245.4
Por ejemplo, si maíz a 14.5% c.h. se almacena en un depósito con poco intercambio de aire, la humedad relativa del aire entre los granos se elevará aproximadamente a 73% si el grano y la temperatura del aire son 25 ºC, y aproximadamente 77%º si el grano y la temperatura del aire son 35 ºC. Estos factores son importantes porque si la humedad relativa y la temperatura está alta, estas condiciones facilitan el crecimiento de moho de almacenaje que causa el deterioro del grano. Además, si maíz a 14.5% c.h. se encuentra en contacto con grandes cantidades de aire tropical por ejemplo en la super-ficie del grano en una bodega plana, y si el aire y el grano ambos están a 30 ºC, entonces una humedad relativa más alta que aproximadamente el 74% tendrá la ten-dencia de humedecer el grano, y si la humedad relativa es menor que el 74% la tenden-cia sería de secarlo.
Estas relaciones se aplican sólo a condiciones de equilibrio. Las curvas de equilibrio no aplican si la temperatura del grano es diferente que la temperatura del aire, como en el caso cuando se usa aire fresco para airear grano tibio. Por ejemplo, es falso concluir que para poder enfríar maíz que está a 35 ºC, se tiene que usar aire con humedad rela-tiva de menos de 77% para evita mojar el grano. Interpretaciones incorrectas de esta relación ocurren con frecuencia y resultan en prácticas de aireación no sanas. En el Apéndice III véanse ejemplos de cómo se debe usar la información suministrada en las ecuaciones de equilibrios.
Condensación
Para entender la condensación asociada con el manejo y almacenaje de maíz importado de los EE.UU. a climas tropicales se necesita tener conocimientos de la humedad rela-tiva del aire así como relaciones del equilibrio de la humedad del grano. Con frecuen-cia se ve agua condensada en el equipo de transporte de grano cuando se descarga maíz frío de un barco y se transporta bajo condiciones tropicales. Durante períodos de alma-cenamiento en el invierno de Norte América con frecuencia se enfría el grano hasta casi cero ºC. A pesar de que normalmente el grano se calienta durante el transporte doméstico y durante el proceso de cargarlo al barco, frecuentemente llega a los puertos tropicales a una temperatura por lo menos 10 ºC más fría que el aire ambiental. El con-tacto entre el grano frío y la maquinaria de metal enfría el metal hasta que el agua se condensa en su superficie.
Otro fenómeno de condensación que a veces se asocia con el maíz importado de los EE.UU. se puede ver en la parte inferior del techo del depósito al airear el grano. Si el sistema que se usa es de ventiladores de aireación de presión positiva que empujan el paso del aire por el grano tibio hacia la superficie del grano, entonces puede ocurrir condensación en el techo del depósito, lo cual causa que el agua caiga a la superficie del grano. Es más probable que esto ocurra en depósitos de metal cuando la temper-atura del grano es varios grados más alta que la del aire ambiental. Este problema se puede resolver con la instalación de ventiladores de extracción que mezclan el aire de afuera con el aire que se escapa de la superficie del grano, reduciendo de esa manera la temperatura y humedad relativa del aire en contacto con las superficies de metal frío.
Material Fino
A pesar de que el material fino y el polvo de maíz exportado de los EE.UU. se consid-era un ingrediente bueno para alimentos, su presencia puede causar problemas durante el almacenaje a no ser que se maneje esta condición de manera adecuada. Cuando el grano cae al depósito desde una espita, esto produce un montículo en forma de cono, con el pico aproximadamente debajo de la espita. Las partículas más grandes y densas tienen la tendencia a rodar hacia abajo por el montón mientras que partículas pequeñas y menos gruesas tienen la tendencia a quedar atrapadas entre los granos cerca del pico. Esto crea una acumulación de material fino llamado la “columna central” o “spoutline” debajo de la espita.
Figura 5. Ilustración de una columna central o “spoutline” en un silo metálico.
La columna central es el punto ideal en el grano donde empieza el deterioro. La acu-mulación de los granos quebrados proporciona una fuente muy accesible de alimentos para los mohos que causan calentamiento y endurecimiento. Las partículas pequeñas también están empacadas de forma muy compacta, lo cual atrapa el calor producido durante el crecimiento del moho; este calor adicional, a su vez, estimula más crec-imiento de moho y por consiguiente más deterioro.
los donde el grano en la columna central y el pico continúa calentándose y deteriorán-dose, aún durante la aireación con aire freso. En estos casos es muy probable que todo el aire pasó por el grano limpio y no penetró en el grano compactado en el la columna central y en el pico.
Figura 6. Ilustración de las columnas centrales en almacén plano o bodega.
Mohos
Mohos de campo El moho es uno de muchos organismos microscópicos que existen en la naturaleza. Se hará sólo una presentación de mohos (hongo) puesto que el grano almacenado se presta sólo para su crecimiento y no para otro tipo de microorganismos como la bacteria, alga, virus etc. Muchos tipos de mohos viven en la tierra e invaden plantas en crecimiento, de donde se derriba el nombre “moho de campo” u “hongo de campo.” Algunos de estos mohos causan enfermedades en las plantas dependiendo de las condiciones ambientales, mientras que otros aparentemente no causan ningún daño. Unos de ellos viven en las raíces, tallos u hojas mientras que otros también invaden la semilla.
Estas enfermedades ocurren en plantas cuando el moho sintetiza un alto nivel de cier-tos produccier-tos químicos que interfieren en el funcionamiento de las células de la planta, aunque existen casos en los cuales las sustancias producidas por el moho en el tejido de la planta no causan ningún daño a la planta, pero sin embargo causan enfermedades en los animales que comen estas partes de las plantas contaminadas. Las micotoxinas como la DON (deoxinovalenol o vomitoxina), zearálenona, monoliformina y fumonisi-nas las produce el moho Fusarium que luego las deposita en las semillas. Estas toxifumonisi-nas permanecen en las semillas aún si se muere el moho o si se aletarga.
Hongos de campo, incluidos Fusarium, Alternaria y otros, pueden crecer sólo cuando el medio de crecimiento contiene por lo menos 20 a 25% de humedad. Normalmente las plantas así como las semillas en desarrollo contienen por lo menos 50% de agua, y son excelentes medios para estos microorganismos. Eventualmente la planta del maíz se muere y se seca, llegando a un estado de contenido de humedad muy bajo para el crecimiento del moho. Las semillas del maíz también se secan hasta el punto en el cual el moho de campo ya no puede seguir creciendo; no obstante, estos hongos no se mueren sino más bien producen estructuras aletargadas que pueden sobrevivir bajo condiciones secas por largos períodos de tiempo.
Las estructuras aletargadas del Fusarium, así como de otros hongos de campo, se encuentran con frecuencia en el tejido de la planta que forma el pericarpio (capa del exterior) del grano nuevo. Al analizar granos de maíz sanos recién cosechados en el laboratorio para detectar la presencia de moho, es común y corriente encontrar que la mayoría de los granos contienen estructuras viables de mohos de campo. De manera que la presencia de un número alto de granos invadidos por Fusarium o Alternaria no indica ni daños ni malas condiciones de almacenaje, ni que existen suficientes canti-dades de tóxicos para causar problemas de alimentación; más bien podría indicar que el grano ha sido guardado bajo buenas condiciones de almacenaje. Bajo condiciones frescas y secas, el período durante el cual los mohos de campo siguen siendo viables dentro de la semilla del maíz es largo; sin embargo, cuando las condiciones de almace-naje no son buenas, por ejemplo cuando hay temperaturas tibias y aire húmedo, los hongos de campo y sus estructuras aletargadas se mueren. Las mismas condiciones de almacenaje de grano que causan la desaparición del hongo de campo viable permiten que los hongos de almacenamiento prosperen.
peratura, la mayoría de las especies de mohos de almacenamiento prosperan a un nivel específico de contenido de humedad, en un ámbito de 12 a 19% aproximadamente.
Mohos de Aspergillus y Penicillium son capaces de infectar el grano del maíz en el campo si le ha ocurrido algún daño a la chala o farfolla (tusa) que les permita acceso a los granos; no obstante, la mayoría de infecciones ocurre durante el manejo y almace-naje. Bajo ciertas condiciones los mohos de almacenamiento pueden producir micotox-inas. La aflatoxina es la toxina de Aspergillus más conocida; sin embargo, se han descrito docenas de otras micotoxinas, incluyendo la ocratoxina y la citrinina. El moho de Penicillium también produce tóxicos así como el ácido penicílico.
Los mohos de almacenamiento son responsables de la mayoría del deterioro del grano almacenado, así como del calentamiento y endurecimiento. Durante el deterioro, la proporción de granos invadidos por los mohos de almacenamiento va aumentando al pasar el tiempo. Así que si se detecta una gran cantidad de granos invadidos por Aspergillus o Penicillium esto indica que el grano ha sido almacenado bajo malas condiciones que permitieron que los mohos de almacenamiento infectaran y crecieran. Para probar si existe la presencia de infecciones de moho en el grano, granos elegidos al azar se lavan con una solución de cloro para destruir las esporas, micelio, así como otras estructuras de moho en la superficie del grano. Estos granos desinfectados se colocan en medios de agar que promueven el crecimiento de mohos de almace-namiento y se incuban a temperaturas cálidas por varios días. Bajo estas condiciones, colonias de mohos se producen de los granos internamente infectados y producen masas de esporas, las cuales se identifican por su color y forma. Este nivel de infección se informa como un porcentaje de los granos infectados con cada especie de moho. Si la infección es avanzada, las infecciones acumulativas por varias especies distintas de mohos podrían totalizar más del 100%.
Tabla 3. Temperatura del grano, infecciones por mohos de almacenamiento, y daños al grano cuando maíz de exportación de los EE.UU. se mantuvo por dos meses en una cámara a 30 ºC.
Semanas Temp. del A. glaucus Todo Total de granos grano (ºC) infección (%) Aspergillus (%) dañados (%)
0 29.8 71.8 84.2 2.8 2 30.7 72.8 108.5 -4 30.9 86.7 111.5 4.0 6 31.2 90.8 137.2 -8 31.5 87.8 141.3 5.0
Insectos
El maíz de los EE.UU. puede ser infestado por una variedad de insectos pequeños. Los géneros y especies de insectos que causan infestaciones del grano son parecidos en la mayor parte del mundo. Los escarabajos cosmopolitas más probables de encontrarse en maíz almacenado incluyen el gorgojo (Sitophilus spp.), el barrenador del grano (Rhy-zopertha dominica), el escarabajo serrado del grano (Oryzaephilus spp.), el escarabajo de harina (Tribolium spp.) y el escarabajo chato (Cryprolestes spp.). También en el maíz almacenado se encuentran varias especies de pollillas, psócidos y ácaros. Cuando se almacena el grano a largo plazo en zonas tropicales secas, los insectos autóctonos como el Trogoderma granarium y Prostephanus truncatus atacan este grano. Debido a que la mayoría de importadores de maíz de los EE.UU. típicamente almacenan el grano por no más de dos meses, los problemas de infestaciones severas no ocurren con frecuencia.
En condiciones tropicales, los insectos pueden contribuir al calentamiento del maíz almacenado. El gorgojo se asocia con la producción de grandes cantidades de calor y agua metabólica. Estos factores de calor y agua facilitan el crecimiento de ciertos mohos de almacenamiento que aceleran de manera muy rápida el deterioro del grano. Sitophilus spp. y Rhyzopertha dominica pueden causar graves daños aún si no están involucrados los mohos, porque se desarrollan formas no maduras dentro de los gra-nos. Las otras plagas cosmopolitas no le causan daños al grano pero en cambio pueden causar contaminaciones.
Al exportar el maíz de los EE.UU., la densidad de insectos es baja porque el sistema de clasificación limita el número de insectos dañinos (gorgojos y barrenadores del grano) a no más de uno por kilogramo, a no ser que tengan la designación especial de “infes-tado” aplicado a la clasificación. Este nivel no se encuentra normalmente porque los compradores no aceptarían granos con infestaciones, así que regularmente se fumiga el grano si se encuentra ese nivel de insectos. Muchos contratos especifican fumigación a bordo a pesar del nivel de infestación informado en el certificado de clasificación.
Mantenimiento de Calidad en Almacenaje Tropical
Existen muchos factores que afectan la calidad de grano almacenado en zonas tropicales, y muchas técnicas se pueden usar para aumentar la posibilidad de tener éxito en la tarea de mantener la calidad. La siguiente sección presenta información y prácticas recomendadas.Invertir el Cono (“Coring”)
La práctica de sacar una cantidad pequeña de grano después de terminar de cargar el depósito se denomina invertir el cono o “coring”. Este proceso se usa casi exclusiva-mente en depósitos cilíndricos de metal con una entrada de espita central, una puerta de descarga central, y un diámetro por lo menos de la mitad de la altura del grano. La función de este proceso es la de sacar el centro de la masa del grano que contiene una alta concentración de material fino. Durante este proceso se nivela parcialmente la superficie del grano (véase Figura 7). De esta manera el pico del grano ó cono, donde con mayor probabilidad ocurriría el calentamiento y deterioro se saca y se usa primero. Además, la superficie del grano se nivela parcialmente para ayudar a igualar el flujo de aire durante el proceso de aireación. En depósitos planos donde la espita de descarga posiblemente no esté ubicada debajo del pico del grano, se pueden usar métodos mecánicos para igualar parcialmente la altura del grano para facilitar el paso del flujo de aire por las columnas centrales de alto contenido de material fino.
Control de Existencias
Debido a los muchos desafíos, los importadores en zonas tropicales húmedas y de tier-ras bajas han aprendido que el período máximo que pueden esperar mantener la calidad del maíz de los EE.UU. de manera constante y con éxito es de dos meses. En zonas tropicales secas y en las zonas tropicales de tierras altas y más frescas, los importa-dores han tenido éxito durante períodos de tiempo más largos. Estos conocimientos concuerdan con la teoría científica y los resultados de muchos experimentos. La canti-dad de deterioro que ocurre durante el almacenamiento se sabe que está en función de la condición inicial del grano, el contenido de humedad, la temperatura, y el período de almacenamiento. Si los otros factores no se pueden controlar, entonces la única manera de evitar deterioro de la calidad del grano es reducir el período de almacenaje, lo que se puede lograr manteniendo existencias más pequeñas y planificando entregas más frecuentes.
Figura 8. Ilustración de un silo con grano al fondo después que el flujo de descarga por gravedad termina.
Uno de los aspectos del control de existencias en silos de fondo plano y en bodegas, es sacar el grano que queda en el fondo del depósito después de que cesa el flujo del grano por gravedad. En silos metálicos, así como en estructuras relativamente anchas, la descarga del grano se caracteriza por un flujo estilo “embudo.” Estas estructuras son de “primero en entrar - último en salir.” Al empezar a descargar, el grano inmediata-mente arriba de la compuerta de salida sale primero, seguido por el grano en la
pared empieza a salir del depósito, empezando por el grano más cerca del techo del depósito. El grano que se encuentra cerca del piso del depósito y que fue el primero en entrar, no sale del depósito por gravedad (Figura 8). Este grano es el que constituye el grano del fondo y tiene que sacarse por medios mecánicos o a mano.
Si se almacena grano en un silo por un período de tiempo y luego se saca a lo largo de varios días o semanas, el grano que se encuentra en el fondo podrá empezar a calen-tarse y sufrir deterioro porque ha sido sometido a condiciones tropicales por varias semanas. Se tiene que extraer este grano antes de rellenar el depósito nuevamente puesto que ese es el grano más “viejo.” A pesar de que las presiones de producción pueden dictar otro manejo, no es efectivo en cuanto a costo permitir que este grano se quede en el depósito durante un segundo ciclo. En condiciones tropicales lo más prob-lable es que sufra daños si no se saca y se usa antes de llenar el depósito otra vez.
Sacar y usar el maíz en el fondo del silo es una práctica necesaria para cumplir con la regla de oro de la rotación de existencias conocida como, “primero en entrar, primero en salir”. Este principio ha sido el proceso de operación estándar del bodeguero por mucho tiempo. Sin embargo, de vez en cuando es conveniente permitir una excepción a la regla. Por ejemplo, si el maíz en un depósito o en una parte de la bodega se empieza a calentar, sería favorable usarlo fuera de la rotación normal. A veces este es el sistema más simple y menos costoso de resolver un problema de almacenaje.
Monitoreo de la Humedad del Grano
Al recibir maíz del puerto, se debe sacar muestras para análisis de contenido de humedad. Aunque el certificado de calidad indica el contenido promedio de humedad del grano, el contenido de humedad del grano en cada camión o vagon puede variar. Se debe segregar el maíz con más de 14.5% de humedad para usarlo primero.
Monitoreo de Temperatura
El mejor instrumento para esta tarea es un sistema instalado de monitoreo de temper-atura. Para bodegas a granel, una alternativa práctica y no muy costosa es la del uso de varillas largas con un termómetro en la punta. Típicamente los sistemas de termopar consisten de cables de temperatura de acero trenzados que soportan cables delgados de cobre que terminan en contacto con un cable de una aleación de metal llamado con-stantán. Cuando ocurre el contacto entre estos metales distintos, se forma un termopar y se genera una corriente de electrones. Esta corriente se lleva por cable a un medidor del termopar. La fuerza de la corriente es afectada por la temperatura y se interpreta por medio del medidor. La mayoría de estos cables tienen estos termopares a intervalos de aproximadamente dos metros.
Para poder interpretar los datos de temperatura del grano de la manera más fácil, se debería grabar la información de manera que facilite la comparación del mismo sitio en el depósito durante varias fechas de muestreo. El Apéndice II muestra instrucciones detalladas y ejemplos de registros de temperatura y monitoreo.
Secar o Enfriar
Se encuentran en el mercado secadoras y enfriadoras de grano de varios fabricantes muy conocidos. Los procesos de enfriar el grano con aire refrigerado o de secar el grano con secadoras de alta temperatura son igualmente efectivos para prevenir y detener el deterioro. Sin embargo estas opciones no han sido de interés general por parte de los importadores de maíz de los EE.UU. porque este tipo de equipo es costoso para adquirirlo y usarlo.
Aireación
Definición La aireación del grano se refiere al proceso de forzar aire a poca velocidad por la masa estática de grano para refrescarlo. Muchas veces se confunde la aireación de grano con el proceso de secar el grano, durante el cual se fuerza el aire por entre el grano para sacarle agua, y típicamente se usan tasas de flujo de aire por lo menos en un orden de magnitud más grande que las que se usan para la aireación. Normalmente se seca el grano con aire caliente, pasando el grano por una secadora de grano de alta temperatura; por contraste, la aireación tiene que aplicarse con el uso de aire que está más fresco que el grano.
Energía y tasa de flujo del aire El grano presenta resistencia al flujo de aire porque el aire tiene que seguir un camino tortuoso por entre los pequeños canales para poder salir de la masa de granos. Cuando hay más resistencia se requieren motores de ventilación más potentes para proveer una tasa de flujo de aire determinado. La cantidad de
resistencia por unidad de grano depende de la velocidad del aire, el tamaño de los espa-cios intergranulares, y la distancia que tiene que pasar el aire para salir de la masa del grano. La velocidad y el largo del camino tienen el mayor efecto. En general, para un tamaño de depósito y masa de grano determinado, un ventilador más grande significa una inversión de capital más alta así como costos variables y una tasa de flujo de aire más alta, pero un tiempo menor de operación que si se usa un ventilador pequeño. La literatura sobre climas templados típicamente recomienda 0.08 m3 de aire por minuto por m3 de grano (0.1 pies cúbicos de aire por minuto por bushel de grano) o menos, pero los sistemas instalados tienen una gran variación. Se recomiendan tasas de flujo de aire de por lo menos 0.3 m3/min/m3 para los trópicos.
Frentes de enfriamiento y humedecimiento Al pasar el aire por el grano ocurre un inter-cambio de vapor de humedad y calor entre el aire y el grano. Al entrar el aire fresco a una masa de grano tibio, el aire acepta el calor del grano hasta que se caliente a la tem-peratura del grano. Esto puede ocurrir a medida que el aire pasa por sólo unos cen-tímetros, así que sólo las primeras capas de grano se afectan. Una vez que el aire esté casi a la misma temperatura del grano ya no puede aceptar calor del grano y pasa por el resto de la masa del grano sin afectar su temperatura.
Esto produce una capa de grano fresco en una masa de grano caliente. La capa del grano donde ocurre el enfriamiento se conoce como el frente de enfriamiento. A
medida que más aire fresco pasa por el grano, la capa enfriada se profundiza y el frente se aleja del punto de entrada del aire. Así que se dice que el frente “pasa” por el grano. Para poder terminar el ciclo de aireación, este frente tiene que “pasar” por toda la masa del grano. El número de horas de ventilación requeridas depende de la tasa del flujo de aire, lo cual es una función del tamaño y la fuerza del ventilador de aireación, así como el motor, comparado con la cantidad de grano y la longitud del trayecto del aire. Se recomiendan tasas de flujo de aire más altas para zonas tropicales porque en estas zonas se tiene que lograr el enfriamiento más rápidamente con menos horas de aire fresco disponibles.
Usos de la aireación El sistema de aireación se usa de manera distinta para maíz impor-tado de los EE.UU. en regiones tropicales que para grano local en climas templados. En el caso muy especial de maíz de los EE.UU. almacenado en climas tropicales, el sistema de aireación se debería usar sólo si se observan una de las siguientes situaciones:
Grano calentándose de manera rápida aún en almacenaje de corto plazo Grano calentándose de manera lenta en almacenaje de plazo largo Deterioro de grano en las paredes del depósito
Calentamiento rápido. Si se desarrolla un foco caliente en la masa del grano y el grano no se puede usar inmediatamente, tal vez sea necesario airear el grano para prevenir daños severos o la producción de micotoxinas. Si una porción grande de la masa del grano se ha calentado a varios grados por encima de la temperatura ambiental diaria promedia, se debería operar el ventilador, si no está lloviendo, hasta que se revueva el foco caliente.
Calentamiento lento durante almacenaje de largo plazo. En ciertas zonas de tierras altas en áreas tropicales el maíz de los EE.UU. se almacena por varios meses antes de ser usado. En estos climas moderados se puede mantener la cali-dad con éxito monitoreando con mucho cuicali-dado las temperaturas del grano y usando aireación. Se debe aplicar aireación sólo cuando las áreas tibias de la masa del grano están por lo menos a 5 ºC sobre las temperaturas nocternas; luego se usa la aireación todas las noches mientras no llueva. Durante los momentos más fres-cos normalmente se operan los ventiladores por menos de seis horas por noche. Una vez que se haya pasado el frente de enfriamiento por la masa del grano, el ciclo está terminado y no se opera el ventilador.
Malos usos de la aireación El uso del equipo de aireación y el consumo de electricidad gasta recursos de la empresa. El rendimiento sobre las inversiones puede ser bueno si se maneja el sistema de manera correcta. La recuperación de la inversión se obtiene al reducir e igualar las temperaturas del grano o al sacar el calor y la humedad producida por la respiración de la masa del grano. Por lo tanto, cualquier aire que está a la misma temperatura o más caliente que la del grano nunca se debe usar para aireación. La aireación de grano fresco con aire tibio y tropical con seguridad promoverá el deterioro y hasta creará problemas de calidad que no existían antes de la aireación. Otro método contraproducente es el uso excesivo de la aireación, es decir, continuar operando el ventilador aún cuando el frente de enfriamiento ya ha pasado por el grano. Esta prác-tica desperdicia electricidad y puede promover el deterioro.
Ventilación del espacio entre el techo y la superficie del grano En climas calientes con frecuencia es útil controlar la temperatura del espacio sobre la superficie del grano porque la radiación solar en el techo causa que este aire se caliente mucho más que el aire ambiental. Se utilizan ventiladores de extracción ubicados cerca del punto más alto del techo del depósito para forzar la salida del aire de este espacio. Esto crea un vacío que saca el aire ambiental por las rejillas de ventilación del techo, y por los espacios abiertos debajo de los aleros del techo del depósito. Estos ventiladores de extracción refrescan el espacio sobre la superficie del grano durante el día y a veces se instalan para resolver el problema de condensación en el techo del depósito durante la aireación del grano.
Tabla 4. Efecto de dos temperaturas de almacenaje en la tasa de deterioro de maíz de los EE.UU. en condición de exportación. Se muestran los cambios en relación con las condiciones originales.
25 °C 30 °C
Tiempo Todo Aspergillus Ergosterol °C sobre Todo Aspergillus Ergosterol °C sobre (sem) (% inicial) (% inicial) Ambiente (% inicial) (% inicial) Ambiente
0 100 100 0 100 100 0
2 97 85 0 126 140 0.7
4 84 83 0.1 133 169 0.9
6 97 68 0.4 163 224 1.2
8 78 127 0.5 168 258 1.5
Se demostró una tasa reducida de deterioro a 25 ºC debido al aumento más lento en la tasa de infección por mohos de Aspergillus. Esto se manifestó en el porcentaje de gra-nos infectados con colonias de Aspergillus en la comparación hecha a 30 ºC y la canti-dad reducida de ergosterol, un componente químico del micelio del moho que se usa como medida de la cantidad total de la biomasa. No se observó ningún aumento con-cordante en ninguna de estas medidas de moho a 25 ºC, sino más bien las lecturas altas o bajas que alternaban, indicaron variaciones al azar. Por contraste, a 30 ºC el por-centaje de granos infectados aumentó aproximadamente 70%, indicando que la infec-ción se extendió a los granos contiguos. La cantidad de la biomasa del moho
demostrada por el ergosterol aumentó por un factor de 2.5.
Se sugiere una tasa de respiración a 25 ºC más baja por el hecho de que la temperatura del grano aumentó muy poco sobre la temperatura del ambiente, indicando que el calor de la respiración apenas excedió la tasa de difusión de calor. Por contraste, a 30 ºC se acumuló la energía del calor dentro de la masa del grano, aumentando la temperatura del grano por casi 2 ºC. En resumen, una diferencia de 5 ºC en la temperatura del grano se asoció con una tasa de crecimiento de moho mucho más reducida y una tasa de res-piración mucho más reducida.
Inhibidores de Moho
Los inhibidores de mohos comerciales disponibles en muchos países se probaron origi-nalmente para maíz de alto contenido de humedad, o sea mayor que 18%, inmediata-mente después de la cosecha, y se desarrollaron para ayudarle al productor a mantener la calidad del grano si se veía forzado a mantenerlo húmedo por un tiempo antes de secarlo. Se han ido aceptando estos inhibidores de mohos en muchos países como adi-tivos que extienden la vida útil de los alimentos de animales. Son compuestos de ácido propiónico que en general se les utiliza como preservantes de alimentos. En los
La determinación de la efectividad en cuanto a costo relativo en la aplicación de inhibidores de moho depende de varias condiciones variables. Si se aplica el inhibidor de moho de manera rutinaria al alimento final, entonces el costo de aplicarlo al grano antes de almacenarlo depende de qué cantidad de efectividad del inhibidor se pierde durante el período de almacenamiento y cuándo se muele el grano y se convierte en alimento. Para obtener esta información se puede contactar a los vendedores. Por con-traste, si el inhibidor de moho se agrega con la única intención de retardar el deterioro del grano durante el período de almacenaje, entonces su efectividad en cuanto a costo depende de cuanto tiempo de puede demorar el deterioro. La siguiente información sobre los efectos de los inhibidores de moho compuestos de ácido propriónico que se usan en el maíz de exportación de los EE.UU. fue desarrollada posteriormente en sim-ulaciones de laboratorio, así como un unas pocas pruebas bajo condiciones tropicales.
Granos dañados Una indicación de que ha ocurrido deterioro es el aumento en el nivel de los granos dañados. Se realizaron pruebas de simulación en el laboratorio para poder analizar los efectos de los inhibidores de moho en el aumento de granos daña-dos. La cantidad de inhibidor de moho aplicada fue 1 kg/tonelada y luego se almacenó el grano a 30 ºC o 25 ºC; luego se comparó este grano tratado con el inhibidor de moho con grano limpio (tamizado) y con grano al cual no se le había aplicado tratamiento.
El contenido de granos dañados fue muy variable durante todas las pruebas para poder demostrar resultados definitivos a ninguna de las dos temperaturas (véase Tabla 5). Ini-cialmente se fijó la cantidad de granos dañados en el maíz de exportación de los
Tabla 5. Cambios en el porcentaje de granos dañados durante las simulaciones de maíz de los EE.UU. en condicion de exportación almacenado por dos meses a 25 ºC ó 30 ºC. Los cambios se muestran en relación con el con-tenido inicial de granos dañados.
25 °C 30 °C
Semanas Sin Inhibidor Sin Inhibidor
Tratamiento Tamizado de Moho Tratamiento Tamizado de Moho
0 100 100 100 100 100 100
2 40 50 50 100 60 100
4 120 80 50 130 80 80
6 100 40 80 120 150 120
8 200 140 90 110 160 100
Calentamiento del grano Otro factor que indica el deterioro es la producción de calor en la masa del grano. Maíz que había sido tratado con inhibidor de moho se calentó menos después de haber sido almacenado a 30 ºC (Figura 9). Debido a que las masas de grano eran pequeñas (0.14 toneladas) el calor metabólico creado dentro de la masa del grano pudo disiparse rápidamente a la atmósfera. Una generación constante de calor metabólico se requería para poder mantener la temperatura del grano más tibia que la del ambiente. Por lo tanto, el hecho de que el maíz que se había tratado con inhibidores de moho acumulaba calor a una tasa más lenta que los otros granos, indica que el tratamiento contiene de manera significativa la respiración del grano.
Figura 9. Temperatura del grano con el paso del tiempo en maíz de los EE.UU. en condición de exportación almacenado a 30 ºC.
Pérdida de materia seca Estas mismas pruebas demostraron que en ciertos casos la aplicación de inhibidores de moho en el maíz en condiciones de exportación almace-nado bajo condiciones tropicales favorecía la reducción del calentamiento y de daños en el grano. Otro de los componentes importantes del costo de deterioro bajo condi-ciones de almacenaje tropical es la cantidad de materia seca que se pierde durante el período de almacenamiento. Pérdida de materia seca se refiere a la pérdida de peso que no es por pérdida de agua. Durante el proceso de respiración aeróbica se consumen carbohidratos, grasas y proteínas, así que el costo de materia seca perdida se relaciona directamente con el precio del grano. Por ejemplo, si el valor total del maíz importado, incluyendo el costo de almacenaje en las bodegas del puerto y los costos de transporte interno en el país es $125/tonelada, entonces una pérdida de 0.5% de materia seca del grano le cuesta al molinero $0.625/tonelada ($125*0.005).
Tamizado
El efecto de limpiar el grano, removiendo la materia fina con tamices antes del almace-naje, en la respiración del grano almacenado, se presenta arriba con relación a la apli-cación de inhibidores de mohos. Durante las pruebas de laboratorio simuladas se observó poco beneficio en cuanto a la limpieza. Sin embargo, muchos fenómenos de almacenaje se observan sólo a gran escala y limpiar el grano podría ayudar a resolver los problemas comunes de almacenaje. Por ejemplo, si es necesario almacenar maíz importado de los EE.UU. en una bodega por varias semanas, especialmente en condi-ciones de tierras bajas tropicales y especialmente durante los meses en los cuales es más probable el calentamiento, el uso de tamices podría ayudar a minimizar el desar-rollo de puntos calientes. En general, el tamizado del grano antes de almacenarlo ayu-dará a reducir las concentraciones de material fino en las columnas centrales, además de facilitar la acción refrescante de la aeración. Si la fumigación resulta ser necesaria, entonces el hecho de haber pasado el grano por tamices antes de almacenarlo pudiese ser útil para minimizar las áreas compactas donde el gas fumigante podría no penetrar.
Fumigación
El maíz de los EE.UU. es un producto básico que puede ser infestado y por lo tanto podrá requerir fumigación si se mantiene por varios meses en condiciones tropicales. El proceso de fumigación es caro y posiblemente peligroso, así que para que la fumi-gación de grano sea sistemáticamente segura y efectiva se requiere que el trabajo lo haga personal capacitado. La siguiente información se presenta con la intención de ser información general y no como substituto de una capacitación apropiada de los fumi-gadores.
Tabla 6. Características de los fumigantes de grano fosfina y bromuro de metilo. Fumigantes de fosfina
Tradicionalmente se venden en frascos de pastillas [pellets] o tabletas o polvos incorporados en paquetes o sobres. Nuevas formulaciones generan el PH3en el sitio o lo llevan en dióxido de carbono comprimido
Requieren varios días de exposición a los insectos
Requieren una estructura sellada
Producen el PH3cuyo peso molecular es parecido al aire; el gas se mueva con las corrientes de aire
No dejan residuo de fosfina en el grano
Se usan típicamente en almacenes de grano
Se absorben de manera lenta por el grano Actualmente no están amenazados por acuerdos internacionales
Fumigantes de bromuro de metilo Se abastecen en forma de gas comprimido
Requieren varias horas de exposición a los insectos
Requieren una bodega en vacío o recirculación
Pesan mucho más que el aire así que se mueven hacia abajo si no se recircula
Si el proceso de fumigación no es ade-cuado puedan dejar residuos inaceptables de bromuro inorgánico
Se usan típicamente en áreas de proce-samiento, en equipos, o en bodegas Se absorben de manera rápida por el grano Están programados para ser gradualmente eliminados por s su efecto destructivo a la capa de ozono
Con la excepción de fumigación de pequeñas cantidades de grano o productos de gra-nos en sacos bajo lonas en bodegas, la fumigación con bromuro de metilo normalmente la ejecutan empresas de fumigación. En cambio, las fumigaciones con fosfina normal-mente son hechas por los empleados que manejan el grano. Los fumigantes de fosfina se aplican y manejan con facilidad y proporcionan una medida adicional de seguridad porque no se generan grandes cantidades del gas tóxico por varias horas.
El proceso de fumigación tiene éxito sólo si la concentración del gas se mantiene a un nivel suficientemente alto para destruir todas las etapas de vida de los insectos y por suficiente tiempo como para ser letal. Este proceso ocurre solo si la área de fumigación se sella muy bien. La causa más común de las fallas en el proceso de fumigación son los escapes del gas lo cual pone en peligro al personal. La fosfina puede pasar por plás-tico, hormigón poroso, así como por aperturas pequeñas en los depósitos metálicos. Con frecuencia se usan plásticos y cintas como materiales selladores, a pesar de su porosidad a la fosfina, para retardar las corrientes de aire que llevarían el gas afuera del grano fumigado.
La dosis letal depende de la especie del insecto, la temperatura y la duración de exposi-ción así como la etapa de vida. Temperaturas altas de 25 a 35 ºC se asocian con fre-cuencia con el éxito en la fumigación, si los otros factores se mantienen sin cambio, puesto que todas las etapas de la vida así como las especies son más susceptibles a la fosfina a estas temperaturas. Además, las etapas de vida resistentes, como los huevos y la pupa, se desarrollan en etapas más susceptibles, más rápidamente a temperaturas más altas. Sin embargo, si una porción de la masa del grano está a 40 ºC o más caliente, podría ser difícil contener el gas dentro de la estructura del almacenamiento durante un período de tiempo suficientemente largo para lograr una matanza completa.
Referencias
American Society of Agricultural Engineers. 1999. Standards. D245.4. St. Joseph, MO.
Bern, C. J. y C. R. Hurburgh. 1992. Characteristics of fines in corn: review and analy-sis. Transactions of the ASAE 35:1859-1867.
Thompson, T. L. 1972. Temporary storage of high-moisture shelled corn using continu-ous aeration. Transactions of the ASAE 15:333-337.
Lecturas Recomendadas
Drying and storage of grains and oilseeds. Brooker, D. B., Bakker-Arkema, F. W., y C. W. Hall. 1992. Van Nostrand Reihold, publishers, New York, New York. ISBN 0-442-20515-5
Quality Maintenance in Stored Grains and Seeds. Christensen, C. M., y R. A. Meronuck. 1986. University of Minnesota Press. Minneapolis, MN ISBN 0-8166-1453-9
Storage of Cereal Grains and Their Products. D. B. Sauer, Ed. 1992. American Associ-ation of Cereal Chemists. St. Paul, MN
Apéndice I
Clasificaciones de los EE.UU. para el maíz
Grados U. S. No.Factores de clasificación 1 2 3 4 5
Peso específico
Mínimo por bushel (libras) 56.0 54.0 52.0 49.0 46.0
Granos dañados (%)
Por Calor 0.1 0.2 0.5 1.0 3.0
Total 3.0 5.0 7.0 10.0 15.0
Maíz quebrado y material extraño (%) 2.0 3.0 4.0 5.0 7.0
Maíz de grado muestra de los EE.UU. es maíz que:
a) no alcanza los requisitos para los grados U. S. #1, 2, 3, 4 ó 5, ó
b) contiene 8 ó más piedras que tienen un peso agregado en exceso a 0.2% del peso de la muestra, 2 ó más pedazos de vidrio, 3 ó más semillas de crotalaria, 2 ó más semil-las de ricino, 4 ó más partícusemil-las de materia extraña desconocida o una sustancia tóx-ica o comúnmente reconocida como dañina, 8 ó más xantios o semillas parecidas solas o en combinación, o excrementos de animal en cantidades excesivas al 0.2% en 1000 gramos, o
c) tiene un olor a moho, agrio, o comercialmente inaceptable, o d) Se está calentando, o es claramente de baja calidad
Apéndice II
Monitoreo de la temperatura del grano
Para poder interpretar con mayor facilidad la información de temperatura del grano, debe registrarse de una manera que facilite comparar el mismo lugar en el depósito en varias fechas de muestreo. Por ejemplo, considere una instalación con 3 silos que tienen 4 cables cada uno, en los que cada cable tiene 8 termopares (sensores). La última vez que se registraron las temperaturas fue el 29 de diciembre. La manera más útil de preparar el registro de temperatura es colocar las lecturas del mismo cable cerca la una de la otra, tal como aparece a continuación:Sensor
Fecha Silo Cable 1 2 3 4 5 6 7 8
5 Dic 1 1 24 22 22 22 21 21 22 23 11 Dic 1 1 25 22 22 22 21 21 22 24 17 Dic 1 1 25 23 22 22 21 21 23 25 23 Dic 1 1 25 23 23 22 21 21 24 26 29 Dic 1 1 25 23 23 22 21 22 24 28 5 Dic 1 2 24 23 23 23 22 22 22 23
11 Dic 1 2 24 Etc. Etc. Etc. Etc. Etc. Etc. Etc.
Aquí es obvio que la temperatura del grano en contacto con el sensor superior (#8) y con el inferior (#1) de la masa de granos, está aumentando lentamente; mientras que las temperaturas del grano en el resto de la masa en contacto con el cable #1 no están cambiando. Por lo general es útil comparar los perfiles de temperatura a lo largo de por lo menos un mes, para poder interpretar la información.
Sensor
Fecha Silo Cable 1 2 3 4 5 6 7 8
5 Dic 1 1 24 24 24 25 24 25 30 30 1 2 24 26 26 27 29 24 24 30 1 3 24 23 22 22 21 22 22 29 1 4 24 23 22 22 22 21 22 29 2 1 26 22 21 22 21 20 25 27 2 2 24 23 23 22 22 21 21 24 2 3 24 22 23 23 24 24 25 25 2 4 24 22 23 23 24 24 24 25 3 1 26 26 24 25 22 23 23 25 3 2 27 26 25 26 23 25 24 24 3 3 27 25 25 24 23 23 25 25 3 4 27 25 25 24 23 23 25 25 11 Dic 1 1 27 24 24 25 25 22 24 24
1 2 Etc. Etc. Etc. Etc. Etc. Etc. Etc. Etc.
Aquí, el administrador no puede determinar de inmediato si las temperaturas altas indi-can deterioro o el efecto de las condiciones ambientales. Las temperaturas altas en los sensores superiores (#7 y #8) del cable #1 en el silo 1 pueden hacer pensar al admin-istrador que hay un punto caliente. (En este caso, la temperatura alta simplemente indica que el sensor no está cubierto por el grano). Similarmente, no es posible deter-minar si el grano que se encuentra cerca de la quinta posición en el cable #2 del silo #1 se está calentando, o si el cable se ha desplazado cerca de la pared exterior.
Ejemplos de registros de temperatura de grano
Con frecuencia, los sensores superiores en el cable de temperatura no están cubiertos de grano. El sensor detecta la temperatura del aire en el espacio encima del grano. Los sensores que no están cubiertos o que apenas están cubiertos de grano se caracterizan por la fluctuación en las lecturas que arrojan, dependiendo de la hora del día en que se registran las temperaturas. Esto tiene como resultado registros que arrojan lecturas que se alternan entre temperaturas más altas y temperaturas más bajas. Un ejemplo típico en el que los dos sensores superiores (#7 y #8) no están cubiertos de grano es el siguiente:
Sensor
Fecha Silo Cable 1 2 3 4 5 6 7 8
5 Dic 1 1 26 26 27 27 25 27 32 32
11 Dic 1 1 26 25 26 27 27 27 25 26
17 Dic 1 1 27 25 27 28 27 28 34 34
