Calculo de Enfriamiento por Evaporación
Publicado: 5 de febrero de 2007
Resumen
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 querem...
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Pollos Bucanero
18 de febrero de 2007
Ingeniero Eric Macay Moreno:
Permítame, en primer lugar, felicitarlo sinceramente por la claridad de la exposición de su artículo, y por la calidad y profundidad del mismo. En segundo lugar, darle nuestro agradecimiento por el aporte que hace a nuestras profesiones agropecuarias, tan necesitadas de conocimientos sobre investigaciones realizadas en áreas un poco alejadas de nuestra formación académica, pero que tienen tan marcada relación con nuestras actividades de producción.
En muchos seminarios, foros y reuniones escuchamos discusiones y exposiciones relacionadas con los esfuerzos que se están realizando, y que realizamos todos, especialmente en las zonas tropicales, para manejar el problema del calor (muerte por golpe de calor, muerte por sofocación, etc.) y, en general, para buscar un mejor ambiente dentro de galpones, ramadas o galeras que tienda a suavizar las inclemencias del tiempo y los estragos que ocasionan las altas temperaturas. Y es así como tratan de enseñarnos a manejar una buena relación entre Temperatura, Humedad Relativa y Aireación y, con ello, encontrar una excelente Sensación Térmica para las aves. Y es cuando entran las recomendaciones del uso de ventiladores, boquillas aspersoras y la lectura de la temperatura ambiental y, al final del cuento, se termina contratando una casa especializada en la instalación y/o construcción de casetas con ambiente controlado lo cual, no siempre, está al alcance de la mayoría de los avicultores medianos y aún de muchos llamados grandes.
Sus conceptos expuestos en el artículo sobre el Cálculo de enfriamiento por evaporación está muy claro y sencillamente expuesto, siendo este uno de sus mayores méritos. Muy fácil entender lo relacionado con la Humedad Relativa y el denominado Índice de Calor, así como la forma de lograr e interpretar el Diagrama Psicométrico.
En cuanto a los ventiladores, por experiencia podemos afirmar que en la mayoría de las ocasiones, se adquieren de acuerdo con el precio y no por su capacidad de remoción de masa de aire, y en una gran cantidad de casos se adquieren y se instalan por capricho del dueño o del técnico, y no por el volumen de aire (mts3) que se deben remover dentro de la construcción.
No por nuestra falta de conocimientos en esta especialidad vamos a dejar de reconocer su valioso aporte y la importancia de sus experiencias profesionales en este campo, puesto que, como ya lo dijimos, no está dentro del marco de nuestra formación académica.
Mil gracias, Ingeniero Eric.
19 de febrero de 2007
Excelente explicación del tema, conciso y claro. Muchas gracias.
20 de febrero de 2007
Eric, buenos días.
Bien estructurado el artículo, muy claro y práctico.
Unas cuestiones:
El IC carece de la exactitud que nos proporciona el THI; en pocas ocasiones se alcanzan los 120, dado que a mayor temperatura, menor humedad, y viceversa. Depende también de la temperatura inmediata a la que estaban las aves, el peso de las mismas, la uniformidad, la densidad y la velocidad de aire.
El cálculo responde bien a la pregunta de qué cantidad de agua debo de aportar; sin embargo, no por meter el agua en la caseta va a bajar los 9 grados; el sistema de foggers puede enfriar hasta 6 grados cuando se utilizan sistemas de alta presión (200 psi), pues la capacidad de enfriamiento depende del tamaño de gota. Empero, manejar agua a tales presiones en la caseta lleva a problemas de boquillas tapadas, fugas y encharcamientos en la cama. Sistemas operando a la presión que indicas van a ser menos eficientes enfriando la caseta.
La velocidad de aire para una caseta de 3 metros de alto (supongo que el promedio entre las alturas mayor y menor) y 12 metros de ancho (corte seccional 36 metros cuadrados) como la del ejemplo es de 410 pies por minuto, o 2.08m/s. Si la temperatura externa fuera de 30 grados (35 es en el ejemplo que pones), podría enfriar hasta 4 grados aves de 7 semanas. Debes de plantear un número de extractores (eligiendo el modelo de mayor eficiencia), que te de unos 271,250 cfm totales (460 856 metros cubicos por hora). Pueden ser unos 12 de 52” y 24000 cfm. Saludos!
22 de febrero de 2007
Mi nombre es Ariel G Bianchini (Argentina).
El artículo está muy bien explicado y con datos técnicos que son importantes para poder utlizar esta información. Mi pregunta es la siguiente: si estos cálculos son similares para poder utlizar en granjas de cerdos, y si la temperatura del agua que se utiliza tiene importancia.
Muchas Gracias.
23 de febrero de 2007
Estimada Ariel, el dato de la psicometría te sirve perfectamente, pero tú debes tener información de la necesidad de los cerdos para su confort, es decir, cual debe ser su temperatura promedio y su humedad, que estimo que debe estar sobre unos 60 a 70 de humedad relativa, y unos 20 grados centígrados. El índice de calor que hablo es un estudio de las aves. También las necesidades de ventilación para una granja de cerdo, es de acuerdo a la masa o Kg que tienes en granja, y luego poder estimar tu trabajo.
24 de febrero de 2007
Estimado Erick, mi planteo va específicamente al confort en salas de gestación de cerdas, debido a vivimos en zonas templadas húmedas, y es un problema el verano con altas temperaturas y humedad, a veces importantes porcentajes.
Saludos.
24 de marzo de 2007
Estimado Ingeniero Eric Macay Moreno
Felicitaciones por el Artículo: Calculo de Enfriamiento por Evaporación tan prolijamente elaborado.
24 de marzo de 2007
Estimados participantes del foro
En relación al exelente articulo técnico: Calculo de Enfriamiento por Evaporación
Con el mejor animo de aportar. Permitanme sugerirle las siguientes consideraciones que hay que tener en cuenta
1.- Cuando se incrementa la masa biologica dentro de un recinto cerrado, la consecuencia es que tambien aumenta la temperatura del recinto.
Esto se observa como sube la temperatura dentro de recintos cerrados donde se reune un gran número de personas tales como Shopping, supermercados, cines o campos deportivos.
Hay varios modos de extraer esta energia calorica que se incrementa en el tiempo una de las cuales es la de reducir la temperatura ambiental a travez de la nebulización del agua que cae por gravedad.
2.- En general cuando no se eligen correctamente
A.- Las presiones del fluido, es decir la presión del agua
B.- Dimensiones del diametro de la Boquilla aspersora.
C.- Diametro de la gota, que en ves de ser una neblina nebulizada se transforma en una garuga persistente.
En todas estas condiciones el rocio del agua se puede depositar en el piso del recinto ayudando a incrementar la Humedad Relativa = Hr, y sobre todo dando las condiciones que se desarrolle un problema peor que es cultivar parasitos, ongos, virus y bacterias como la legionela que es avida de humedad y temperatura.
3.- Por lo cual las condiciones ideales es que una buena nebulización será aquella que se evapore antes que llegue al piso que no es otra cosa que absorver la energia termica del recinto aprovechando las condiciones de cambio de estado liquido a vapor del agua el que absorvera por el Calor Latente de evap del agua = 538 [KCal / Kg ] en el Cambio de estado.
4.- Tambien tenemos la ayuda dela naturaleza que por diferencia de densidades del aire se producira una convección del aire moviendo la energia calorica hacia el techo de la nave, esta puede incrementar su eficacia con ayuda de forzadores o ventiladores creando una barrera horizontal a la caida del agua nebulizada e impidiendo que el agua llegue al piso al ser arrastrada verticalmente por la corriente de aire.
Saludos cordiales
Carlos Segovia
25 de marzo de 2007
Carlos, estoy de acuerdo con tu comentario, pues la idea del artículo era aportar desde el punto de vista técnico sobre el enfriamiento en galpones. Sin embargo, es verdad que en un recinto todos lo seres vivos aportamos calor al ambiente, lo cual ayuda incluso a incrementar la temperatura interna. Así como también los seres vivos pueden aportar una cantidad de humedad al ambiente. En todo caso hay parámetros que no han sido considerados, pero que para un estricto estudio de un caso determinado, también es importante que lo tenemos en consideración.
Atentamente.
Erik Macay Mero
27 de abril de 2007
Está muy bien este artículo, para zonas donde la temperatura no pasa de 30°C y se puede tener HR hasta 75. Mi pregunta es: ¿Qué se puede hacer en las zonas donde las temperaturas superan los 35°C y pueden llegar casi a los 40°C?
Saludos
Ing. Ind. Yldemaro Márquez
27 de abril de 2007
Muchas gracias por la información aportada, los cálculos son muy claros. Pero me gustaría aportar un detalle importante para poder realizar el enfriado en el galpón, las condiciones dentro del galpón deben ser controladas, es decir, que tanto la temperatura como la humedad que se registran dentro del galpón deben ser estables para lograr los mayores beneficios en el enfriado.
Para ello recomiendo el uso de aislantes térmicos e impermeables para obtener un mayor ahorro de energía en la renovación de las cargas térmicas, evitando el ingreso de humedad por condensaciones indeseadas como así tambien el ingreso de calor irradiado por la chapa.
27 de abril de 2007
Hola Maximiliano
La idea del aislante termico es muy buena, sin entrar a polemizar, aporto lo siguiente al confinar un espacio dentro de una condición de ermeticidad termica entramos en el concepto de concebir una cámara y esto nos lleva a una climatización artificial donde hay que considerar otro tipo de equipamiento que permita extraer la energia liberada por la actividad biologica.
Como es nuestra especialidad el balance termico, asesorias en climatización y las diferentes formas de estabilizar la temperatura en lugares a acondicionado para este efecto. Nosotros en este concepto sabemos las diferentes técnologias basadas en costo utilidad que asegure satisfacer las necesidades a los criadores de animales y aves para el consumo humano.
Creo que la aplicación directa de tu idea podria ser aislar las paredes de chapa que esten expuesta a la radiación solar para disminuir la transferencia termica por la chapa liza o acanalada.
Saludos cordiales
Carlos Segovia
27 de abril de 2007
Sr. Yldemaro F. Márquez P.
Ingeniero Industrial/granja Avícola Delvalle,gradelca, C.a.
Bolivar - Venezuela
En lo que respecta a las formas de bajar las temperaturas en zonas calurosas con más de 35 ºC, como es el caso geografico de la zona cercana al ecuador, la solución pasaria por la cantidad de dinero que se dispone para dar satisfacer esta necesidad y asi lograr solucionar este problema, Por ejemplo
A.- Por ventilación. Acondicionar el galpon con ventanas o rejillas orientadas donde predomine la fuerza del viento, es decir a favor del viento, de tal forma que se canalice el flujo del aire a traves del galpon extrayendo en forma natural el exeso de energia termica por una convección natural del aire por la pared opuesta. Muy economica,
B.- La misma situación anterior pero agregandole una turbina para forzar el aire al interior del galpon. Implica gasto por turbina, motor electrico, Ductos de Canalización del flujo de aire, montaje del equipamiento y gastos de consumo de energia electrica.
C.- Por Nebulización de agua. Objeto de este foro. Implica gasto por adqisición del equipamiento de boquillas aspersoras, tubos y caños, soportación y amuramiento de los caños, adquisición de untanque o deposito reservorio de agua, bomba de agua, montaje del equipamiento y gastos de consumo de energia electrica.
D.- Por Climatización artificial. Tener un galpon hermetico y usar equipamiento de refrigeración en cualquier tecnologia para refrigerar y climatizar el ambiente donde estan los animales o aves. el más caro pero a cambio el más eficiente.
Espero que mi aporte sirva a sus requerimientos.
Saludos
Carlos Segovia
27 de abril de 2007
Estimados amigos:
Es muy interesante el foro relacionado con la capacidad enfriadora de los múltiples sistemas, si me lo permiten debo acotar algo que me perece, tiene suprema importancia. En todo ambiente confinado, con requerimientos de bajar la alta temperatura, hay otra gran necesidad y es la de reponer aire fresco (limpio) para garantizar la sanidad de los individuos objeto de la explotacion (llámense aves, cerdos, vacas, etc.). Para ello se debe ingresar aire de manera controlada, con lo que podemos de paso provocar el efecto llamado en avicultura de Chill-efect, que no es otra cosa que provocar en el animal un diferencial de temperatura en su entorno que le provee de satisfacción o confort. Sobre este tema hay gran información que pueden ubicar y puede ser de gran ayuda en su negocio.
Adicionalmente me permito recalcar el hecho de que en ambientes herméticos esta palabra tiene mucha importancia para lograr alta eficiencia en el control del ambiente. Es importante que se sellen todas las entradas de aire, para forzar a que el aire ingrese solo por las zonas dispuestas a tal efecto, zona de paneles de enfriamiento, y hay manera de calcular estos requerimientos.
En el caso de mamíferos, deben realizarse nuevas experiencias para cuantificar este efecto.
Saludos a todos.
28 de abril de 2007
Sr. Patricio Egas:
Excelente tu aporte, gracias por enriquecer este foro.
Sin entrar en tecnicismos, y vaya este dato para la gente que está más cerca de la zona geográfica del Ecuador, Patricio metió el dedo en la llaga cuando expresó el término HERMETICIDAD.
Con el fin de lograr una alta eficiencia en el sistema de climatización artificial, logrado con equipos de refrigeración, y como las personas encargadas del diseño de la climatización no son veterinarios, no se toma en cuenta el amoníaco y el butano que producen las excretas de los animales, el bióxido de carbono producto de su actividad biológica y otros gases noscivos para la salud de los seres objetos de la explotación.
También hay que tener un estricto control de las bacterias que se generan expontáneamente, producto de la contención climática ideal en temperatura y humedad relativa, que favorece el desarrollo de virus y parásitos.
Para esto se debe incrementar el aseo del local y tener un plan de mantenimiento preventivo que incluya la desinfección efectiva de los radiadores evaporadores,y de todos los conductos y los ventiladores o turbinas forzadoras del flujo de aire, que se está ingresando al recinto donde están los animales.
Como Patricio decía, también hay que considerar el AIRE DE RENOVACIÓN que permita tener un ambiente climatizado y con un bajo nivel de polución ambiental, al interior del recinto climatizado para los animales.
Saludos cordiales
Carlos Segovia
30 de abril de 2007
Me parece interesante que mi artículo haya generado este tipo de discusión, para mí es un tema aún no resuelto... Les puedo informar a ustedes que el Ecuador tiene zonas diferenciadas completamente. Una zona fría, con temperaturas bajas, lo que nosotros conocemos como la sierra, dependiendo de la época del año, donde inclusive con heladas, las temperatura bordean los 0ºc y en esta misma zona cuando es caliente bordean los 20ºC.
El objeto de mi estudio es la costa, donde tenemos temperaturas de, por ejemplo, el día 29 de mayo, en la ciudad de Guayaquil, la temperatura ambiente llegó a unos 40ºC y a la sombra, unos 38ºC, con una humedad del 46...
¿Cómo hacer el trabajo en estos ambientes?
He aquí un problema. También debo asegurar que los vientos para esta zona, en esta época, prácticamente no existen , por lo tanto por renovación natural es imposible renovar el ambiente. Lo que implica que hay que instalar ventilación forzada necesariamente.
Para mí, en estos sectores o región, si se crían aves, es una locura no tener ventilación forzada, pues las consecuencias, a la hora de sacar las producción serían fatales.
Es muy importante este foro. Mi conclusión final es que cada tema debe ser resuelto individualmente sin tener recetas establecidas.
Erik Macay Mero.
25 de noviembre de 2007
Saludos. Muy interesante el artículo. Yo estoy realizando una investigación sobre almacenamiento de pacas de heno de alfalfa, y tengo un problema: el lugar donde realizo esta investigación mantiene humedades relativas altas, y hay bajas velocidades de viento de 2 a 4 m/s en estos meses de invierno.
¿Qué puedo aplicar para poder almacenar correctamente mis pacas de heno de alfalfa?
Almaceno en dos lugares bajo invernadero y en un cuarto, en éste se mantiene humedades relativas de 60 a 80% y temperaturas de 7 a 25ºC. Si aplico el enfriamiento por evaporación me subiría más la ha, ya que en la noche puede llegar hasta 92%.
Tengo pacas con humedades de 11% las cuales no me dan problema, pero almaceno junto a ellas pacas con humedades de 17 a 20%, las cuales si no doy buena ventilación aparecen moho y pierden su color característico.
¿Qué me recomendaría?
28 de noviembre de 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.
Universidad de Cuenca
11 de mayo de 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.
22 de junio de 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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