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Calculo de Enfriamiento por Evaporación

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La refrigeración por evaporación se fundamenta en un principio físico que para evaporar agua, consumimos una cantidad de calor del aire que esta dentro de un ambiente. Lo que da como consecuencia que la temperatura del aire baja y además también aumenta la humedad relativa de ese ambiente, situación que en zonas donde la humedad relativa es alta no queremos.

Existen varias maneras de realizar este enfriamiento evaporativo estas son:

  1. Refrigeración por aspersión o fooging (sistema de riego).
  2. Refrigeración por enfriamiento o cooling (panel evaporativo).

Vamos a detallar en el presente artículo un método de cálculo para obtener la cantidad de humedad que se puede aportar al sistema.

Según algunos autores la humedad relativa (H.R.) debe ser como máximo el 75% para el confort de las aves.
Además existe una medida que se conoce como el índice de calor cuyo valor no debe sobrepasar 106.7.


Índice de calor ( Ic.)

Si tenemos un ambiente con una temperatura de 28.4 con una H.R. del 71%, el índice de calor será:
Ic = 28.4 ºC + 71 % H.R = 99.4 / Las aves reencuentran bien.

Si a esta temperatura la H.R. aumenta al 81% su índice de calor será:
Ic = 28.42ºC + 81 % H.R. = 109.4 / Las aves sufren por calor.

Si la H.R. siguiera subiendo hasta el 91% el índice de calor será:
Ic = 28.4 ºC + 91 % H.R. = 119.4 / Las aves comienzan a morir.

Cuando el indice de calor es mayor de 120 las aves mueren por calor.

Por lo tanto otro limitante sería la temperatura (106.7-75= 31.7) si consideramos una H.R. del 75%.

Como conclusión nuestro limitante superior para el confort de las aves es de:

  1. H.R. 75%
  2. Temperatura 31.7 ºC.

Una pregunta que nos hacemos frecuentemente es. ¿Que cantidad de agua debo aportar al sistema?, sin exceder la H.R. limitante para que me de cómo consecuencia una disminución de la temperatura en el ambiente y cuanto será el valor promedio que bajaría la temperatura en mi ambiente.

Para conseguir estos valores nos debemos basar en el diagrama psicométrico del aire y obtener los respectivos datos.


Diagrama psicométrico.

El diagrama psicométrico del aire es el estudio del estado de una masa de aire regido por funciones matemáticas, algunas experimentales .Y ha dado como consecuencia la elaboración de este diagrama. Lo cual no vamos a explicar aquí, pero si podemos hablar de sus características y utilidad. Este esta formado de la siguiente manera:

  1. Una serie de curvas índican el porcentaje de húmedas H.R. %.
  2. Una serie de rectas horizontales que corresponden a las temperaturas de rocío t’.
  3. Una serie de rectas casi verticales representan temperaturas secas t.
  4. Una serie de rectas ínclinadas marcan la temperatura húmeda t’’.

La utilidad del diagrama es que te ayuda a visualizar el punto en que te encuentras a la temperatura seca y la humedad relativa punto inicial. Y puedes extrapolar un punto hasta donde puedes llegar como limite teóricamente.(fig.3)

Pero además en la( fig.4) una serie de rectas nos dan el volumen de aire seco. Lo que nos sirve para analizar la cantidad de agua que debemos aportar al sistema.


Click en la imagen para ampliar


Cálculo de la cantidad de gr. de humedad que debo aportar.

Ver tabla (Fig.No.5) Diagrama psicométrico.

- Si tengo una temperatura ambiente de 35ºC y H.R. 30% punto inicial.
Obtengo de la tabla un valor de 11.0 gr.humedad/Kg de aire seco.

- Si deseo bajar la temperatua a 26 ºC y H.R. 70%.
Obtengo de la tabla un valor de 14.75 gr.humedad/Kg de aire seco.

Por tanto la diferencia de agua que debo aportar por kilo de aire es de 3.75 gr./Kg.(1)


Click en la imagen para ampliar


Cálculo de la cantidad de aire a renovar dentro de el galpón.


Si tenemos las siguientes dimensiones de un galpón:

  1. Largo 120 m.
  2. Ancho 12 m.
  3. Altura 3m.

Nuestro volumen será:

  1. 4.320 m3.

Si necesito renovar el aire cada minuto debo multiplicar por 60.

  1. 259.200 m3/hora.(2)

Si tengo un ventilador de 36” de aproximadamente 18.000 m3/hr. La cantidad de ventiladores será.

  1. 259.200 m3/hora / 18.000m3/hr. = 14.4 u. Es decir 15 ventiladores.


Cálculo de la cantidad de aire que debo aportar:


Ver tabla ( Fig. 2 )Densidad del aire.

  1. A 35ºc y a 1 bar. de presión de la tabla obtengo la densidad del aire: 1,16 Kg./m3.(3)

Al multiplicar 259.200 m3/hr.x 1,16 Kg./ m3. =300.672 Kg./hr.(4)



Click en la imagen para ampliar


Cálculo de la cantidad de boquillas que debo colocar:

Ver tabla No.3 boquillas.

  1. Al multiplicar 300.672Kg./hr. (4) X 3.75 gr/Kg. (1)= 1.127.520.gr/hora.
  2. Al dividir 1.127.520 gr./hora. / 1.000 gr/lt. = 1.127,52 lt./hora (5).
  3. Del manual de boquilla escogo una boquilla tipo de 7.6 lt./hr.
  4. Al dividir 1.127,52 lt../hr. / 7.6 lt../hr. = 148.4 boquillas.

Escogo 149 boquillas de 7.6 lt../hr. A una presión de 7 bar.(100psi.)

Tabla No.3
                   
   

Capacidad
(lt./hora.)

  Angulo de
aspersión
Fogger Fogger                
Boquilla No. No.                
    1.5 3 7 10 14 3 7 14
    bar. bar. bar. bar. bar. bar. bar. bar.
                   
1/8SF-CE1   1.8 2.5 3.8 4.5 5.4

110º

110º 100º
                   
1/8SF-CE2 SF2,SF-CE2 3.5 5 7.6 9.1 10.8 105º 105º 100º
                   
1/8SF-CE3 SF3,SF-CE3 5.3 7.5 11.4 13.2 15.2 118º 118º 100º


Conclusiones

A.- He logrado bajar la temperatura 9ºC de 35ºC a 26º C.

B.- La H.R. ha aumentado de 30 % a 70%.

C.-Ic.= 26 ºC + 70% H.R. = 96 las aves se encuentran bien.

D.- Debo colocar unos 15 ventiladores de 18.000 m3/hr. Para que aporten la cantidad de aire deseado.

 
Autor/es
(27248)
(27)
Erik Macay
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Guayaquil, Guayas, Ecuador
Ing. Mecánico
Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
28/11/2007 |

Para comenzar, el enfriamiento evaporativo funciona básicamente cuando la humedad realista es alta. Lo que yo pienso es que Ud. tiene en su invernadero de almacenamiento una condensación y eso provoca una alta humedad... Primero habría que ver una formar de airear o renovar el aire porque estaría saturado, es decir, colocar extractores para sacar el aire; y por otro lado abrir unas pequeñas ventanas que permitan ingresar aire nuevo.

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MVZ. Diego Rodríguez Saldaña
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Cuenca, Azuay, Ecuador
Médico Veterinario Zootecnista, Especialista en Producción Animal AVES, Máster en Nutrición Animal
Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
11/05/2009 | Dentro del microclima de la caseta, como una consideración adicional es importante conocer la cantidad de agua que puede retener el aire, la cual varía dramáticamente dependiendo de la temperatura. El término humedad se utiliza para describir la cantidad de agua presente en el aire.

Por ejemplo, si la humedad es del 100% esto significa que el aire ya contiene toda el agua que es capaz de retener. Si la humedad es del 90% el aire sólo podrá extraer un poco de agua de la cama y lo más probable es que ésta se apelmace. Si la humedad en el interior es del 40% el aire podrá recoger mucha de la humedad procedente de la cama.

El término humedad relativa es mas aplicable que el término simple de humedad. Este ejemplo lo sugiere Intestinal Health: 1,000 pies cúbicos de aire a 40°F (4.4°C) solamente pueden retener menos de 8 onzas de agua,pero el mismo volumen de aire a 85°F (29.4°C) puede retener aproximadamente 32 onzas de agua. A 150°F (65.5°C) los mismos 1,000 pies cúbicos de aire pueden retener todo un galón de agua.

El hecho de que el aire caliente puede retener más agua que el aire frío es la causa de que usemos aire caliente cuando queremos que algo se seque, como ocurre con la ropa en una secadora.
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Silvana de Chazal
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Yerba Buena, Tucuman, Argentina
Ing. Zootecnista
Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
22/06/2009 | Lo felicito al Ing. Eryc Macay Mero por su artículo ya que es muy claro y didactico. Estoy muy de acuerdo con un ud que cada granja tiene condiciones climáticas y productivas particulares por lo tanto no se pueden dar recetas, sino adecuar los conocimientos teóricos en cada caso en particular.
Tambien felicito a todos lo foristas que hicieron su aporte en este tema.
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Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
23/06/2009 | Me parece muy interesante el tema tratado ya que es un problema serio en los galpones en epocas de mucho calor ,como lo que esperimentamos en paraguay alcansando en meces de 0ctubre a marzo temepraturas de 38º ,todos los comentarios leidos son muy enrriquesedoras,siempre se aprende algo.

Saludos
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Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
15/01/2010 | Sería posible este mecanismo en el siguiente caso que expongo?

Un oligoqueto de unos 300 metros a una temperatura de 80ºC,me preguntan cuál sería su sistema respiratorio,circulatorio y de excreción adecuado para poder sobrevivir..alguiqn puede ayudarme?
Gracias!
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Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
22/05/2011 | aca en tena un lote de 4000 aves se subio a 31 C y 60 de humedad y se murieron 17 pollos ese dia, que dificil debe ser manejar en el litoral
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Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
31/05/2012 | ESTA DEMASIADO INTERESANTE TU TRABAJO TE FELICITO COSAS COMO LAS QUE TI INVESTIGAS SON BUENAS PARA NUESTRA INDUSTRIA AVICOLA
SALUDOS
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Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
05/06/2012 | Hola muy interesante los comentarios, que pasa con los sistemas evaporativos que trabajan con picos de 0'2 0'6 mm. de ceramica y con bombas de alta presion ( 70- 100 bar) 1500 psi.
Las gotas de agua por centimetro cuadrados baja a 16 , 18 micrones de tamaño.
De esta forma tengo entendido que la temperatura baja sin aportar gran humedad.
Son mejores estos sistemas ?
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Erik Macay
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Guayaquil, Guayas, Ecuador
Ing. Mecánico
Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
27/06/2012 |

Si mientras mas alta es la presion de trabajo es mejor, sin embargo hay que siempre tomar en cuenta la humedad relativa del medio, en humedas relativas alta no funciona nigun sistema que aporte humedad al sistema.
Si el tamaño de la gota es muy pequeña se va a incorporar mejor al aire, pero nunca hay que exceder , ni saturar el aire de humedad alta
En todo caso cada lugar, cada region cada zona tiene un estudio unico y por lo tanto una receta unica.

Erik Macay Mero

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Luz Josefina Ruiz Ortega
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Soledad, Atlantico, Colombia
Médico Veterinario Zootecnista
Re: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
07/11/2012 | Necesito saber como calcular la cantidad de paneles (paredes humedas para galpones de 8.3 metros de ancho, 115 mt de largo y 2,3 mt de altura, en zonas calidad tem 35 °C y 85% humedad. me ayudan por favor

luz ruiz
Colombia
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