Alternativas para abatir el estrés calórico en casetas avícolas

El mantener un ambiente adecuado de cría de las aves es primordial para poder explotar su potencial genético. El poder ofrecer un ambiente óptimo a un bajo costo se ha convertido en factor primordial para mantenerse competitivo en la industria avícola de hoy en día.

El objetivo de esta plática es presentar las opciones para abatir el calor en las casetas y los resultados que podemos esperar al hacerlo.

 

El enfriamiento evaporativo es el enfriamiento natural del aire cuando se somete a una superficie húmeda. Es el método más económico y antiguo que existe para enfriar el aire. En el enfriamiento evaporativo, a diferencia de la refrigeración mecánica, el agua al evaporarse se mezcla con la corriente de aire incrementando también su humedad. Por lo que en cuanto más se reduzca la temperatura más se incrementa también la humedad. Es por eso muy importante saber la aplicación y las condiciones de la localidad al decidir implantar este sistema. Actualmente se puede lograr el enfriamiento evaporativo de muchas maneras, siendo las principales el panel rígido de celulosa o la nebulización.

Son 3 parámetros principales a considerar cuando se diseño a un sistema de enfriamiento evaporativo:

La TBH se puede medir en un termómetro de mercurio cuando en el bulbo le ponemos un trapo mojado y lo sometemos a cuna corriente de aire. La temperatura que indica el termómetro va a empezar a descender hasta establecerse en un punto. Ese punto es precisamente la TBH. Este valor es muy importante la que la TBH es el valor más bajo que se puede alcanzar en un proceso de enfriamiento evaporativo.

La HR se mide en porcentaje y va cambiando a distintas horas del día. Es más alta en la noche y llega normalmente a su punto mayor en la madrugada, unos instantes antes de que amanezca. A medida que el aire se va calentando durante el día la HR va descendiendo llegando a su punto más bajo durante la tarde, cuando se alcanza la mayor temperatura. La relación de HR con TBS es en proporción inversa, es decir:

↑TBS = ↓HR; ↓TBS =  ↑HR.

Esto ayuda en nuestra aplicación ya que a la hora que más se requiere de enfriamiento evaporativo es cuando menor es la HR.

La Eficiencia (EF) de un sistema de enfriamiento evaporativo se refiere a que tanto nuestro sistema nos va a acercar de la TBS a la TBH. Un sistema con EF de 100% nos va a arrojar a la salida la TBH pero también nos va a dar un aire saturado, es decir, con 100% de HR.

Esto se puede dar fácilmente en un sistema de nebulización, por lo menos en el área cercana a las boquillas.

Un sistema de panel rígido normalmente opera con EF menores al 75%, por lo que la única forma en la que puede salir el aire con 100% de HR es porque es en esas condiciones entró al panel.

 

La ventilación es la forma de remover calor a través de movimiento de aire. A mayor masa de aire más calor se puede remover siempre y cuando la temperatura del cuerpo a enfriar sea menor a la del aire. El efecto de sensación térmica provocado por el movimiento de aire se le conoce como Temperatura Efectiva o "Wind Child". En la Temperatura Efectiva la velocidad del aire juega un efecto primordial, la mayor parte del calor generado en una caseta es generado por la misma velocidad del aire. Un cuerpo que reciba aire a una velocidad de 3 m/s a una TBS de  30°C  la sensación térmica o Temperatura Efectiva será de 8°C menos, es decir, 22°C.

Este efecto se trata de optimizar en un arreglo de ventilación por túnel  al colocar extractores en un extremo de la caseta, cerrar todas las posibles entradas de aire y solamente dejar aperturas en extremo opuesto de tal forma que el aire viaje a todo lo largo de la caseta en perpendicular con el área más pequeña (ancho x altura).  

En un sistema con ventiladores de recirculación se logra este efecto en la descarga del ventilador y aproximadamente hasta 10m de la salida del ventilador. A diferencia del túnel, donde la distribución de la ventilación es total en el interior de la caseta y la velocidad es más uniforme, en una caseta con recirculadotes solo se logra ventilar cierta distancia sin que la distribución sea total:

Después de la carga térmica producida por las aves, la principal entrada de calor a la caseta es la radiación solar producida en el techo.

El no considerar un buen aislante de techo (R>=10) podría incrementar el equipo de ventilación hasta en un 50%.

Ventilación Túnel

El equipo básico requerido son los extractores y su colocación el un extremo.

Los extractores deben de contar con persiana de apertura que impida la entrada de aire a través del ventura cuando el ventilador no este en operación.

Para climas donde se sobrepase los 32°C es imperativo considerar el uso de pared húmeda para enfriamiento evaporativo en el extremo opuesto. En una caseta túnel la caseta debe estar bien cerrada y la entrada de aire debe ser solo por el extremo opuesto a los ventiladores. Ya que se va a crear un vacío o presión negativa en el interior de la caseta es muy importante considerar los flujos de aire y consumos eléctricos del ventilador en estas condiciones.

Se pueden utilizar controladores automáticos para automatizar las aperturas del equipo. Esto es altamente recomendable ya que los requerimientos de calor varían según la edad del ave y estos controladores se les puede programar secuencias de arranque de equipos según la edad. Además, muchos cuentan ya con dispositivos para controlar variables como presión estática (importante en ventilación mínima) y HR.  La ventaja de la ventilación por túnel es que ofrece un 100% de ventilación en la superficie de la caseta.

 

Ventilación con recirculadotes

Se colocan ventiladores de 36 o 48" de diámetro colgados del techo. Se pueden hacer de varios arreglos siendo el siguiente uno de los más eficaces el que se ilustra a continuación

Aún así, solo se estaría ventilando un 75% de la superficie de la caseta Para climas donde se sobrepase los 32°C se recomienda apoyarse con nebulizadores. Para un control más automatizado se puede apoyar el arranque de equipos con termostatos y ciertos modelos de controladores.

 

Ventilación por Túnel

Las consideraciones al calcular el caudal de aire en un sistema de ventilación por túnel son:

1. Debe ser suficiente para remover el calor corporal generado por las aves.

2. Debe renovar el aire en la caseta por lo menos una vez cada minuto.

3. Debe proporcionar la velocidad de aire necesaria para satisfacer la temperatura efectiva que necesita el ave en base a la temperatura y humedad de la localidad.

La velocidad de aire juega un papel primordial para obtener óptimos resultados en una caseta de engorda, como vemos en la siguiente gráfica:

Tomando como ejemplo una caseta de pollo de engorda en Cd. Obregón con medidas de:

Ancho:  12m.  Longitud:  165m.  Altura lateral:  2.75m.  Altura Centro:  3.50m

Aislante térmico: 2" Espuma de poliestireno de alta densidad , R=10.

Densidad:  40 kg/m2.

Ya que es una zona sumamente cálida y húmeda durante el verano, lo más recomendable es considerar velocidades de hasta 3.0 m/s.

Siguiendo las consideraciones de diseño, estos serían los flujos de aire requeridos:

 

Tomando en cuenta estos resultados, el flujo de aire necesario para esta caseta sería de 238,550 cfm. Con este caudal aseguraríamos la velocidad de aire deseada, el cambio de aire y un gradiente de temperatura < 3°C entre pared húmeda y ventiladores.

Para poder enfriar este aire manteniendo una presión estática aceptable se requieren 70m2 de pared húmeda.

Para ilustrar lo importante que es un buen aislamiento, manejar uno con R = 5 incrementaría el caudal necesario a:

Al tener menor capacidad de aislamiento en el techo para poder asegurar el gradiente de 3°C  se requeriría 306,900 cfm, esto es, casi un 30% más de ventiladores y pared húmeda.

 

Ventilación con recirculadores.

Al tener paredes abiertas y no tener los factores que afectan al balance térmico totalmente controlados, lo más recomendable es poner ventiladores colgados del techo. Tratando de cubrir la mayor superficie posible y considerando que el efecto de la velocidad del ventilador se pierde a 10m de distancia de un ventilador de 36", lo más recomendable es poner 2 hileras de estos ventiladores cada 10m. Lo que en una caseta como la del ejemplo anterior nos daría 17 ventiladores/hilera = 34/caseta. En caso de que la locación supere los 32°C, es importante considerar el uso de nebulizadores.

 

Un extractor en una caseta túnel opera por lo menos unas 4,400 horas al año. Por lo mismo, es muy importante considerar el ventilador que nos de el caudal  y el consumo eléctrico adecuado para optimizar la operación.

Tomando en cuenta la caseta del ejemplo anterior, se requerirían 238,549 cfm para dar las condiciones adecuadas de ventilación. Una caseta va a trabajar al vacío en un rango entre 0.05 y 0.10" de caída de agua. Este vacío ocasiona un esfuerzo adicional de ventilador que hay que tomar en cuenta al momento de hace la selección. Tomemos como ejemplo 2 extractores de túnel,  ambos con motor de 1 HP, uno comercial sin cono de 48" y otro de alta eficiencia con cono de 54" y comparemos la diferencia:

Flujo de aire a abatir = 238,550 cfm.

Del ventilador de Alta Eficiencia se requieren menos cantidades y aunque la inversión es mayor, con el ahorro de energía esta diferencia se paga en menos de un año.

Para el cálculo de la pared húmeda se requiere tomar el valor de flujo de aire del ventilador que seleccionemos pero a 0.05" de c.a. ya que esta sería la condición más crítica para el panel. La velocidad del aire en la pared húmeda debe ser menor a 2.0 m/s. La altura más conveniente del panel para esta aplicación es de 1.8 m, esta altura es suficiente para poder colocar el sistema de distribución de agua en la pared lateral de la caseta y para  mantener una longitud del sistema óptima. Considerando el ejemplo anterior, si nuestra necesidad es de 70 m2 de panel, al dividir este valor por la altura tendremos la longitud requerida del sistema. En este caso sería de 39m totales. Se podría colocar 20m por lado de pared húmeda en la caseta para poder manejar la cantidad de aire requerida sin para forzar de más al ventilador.

 

La caseta de túnel debe operar con una caída de presión entre 0.05 y 0.1" de c.a., siendo el valor mayor el máximo de operación, esto es cuando este el total de ventiladores funcionando con la pared húmeda. Valores mayores puede bajar considerablemente el rendimiento del ventilador. Es por eso importante evitar cualquier restricción adicional al flujo de aire, por lo que se recomienda mantener la pared húmeda limpia y sin obstrucciones así como tener los ventiladores en buen estado.

Hay que mantener los ventiladores limpios, principalmente en aspas y persianas.

En la pared húmeda  es muy importante mantener una buena distribución de agua para alargar la vida útil del panel y dar el enfriamiento adecuado.

Para prevención de sarro hay que drenar continuamente o en forma intermitente (1 a 3 veces a la semana) el agua de recirculación para evitar la acumulación de sarro.

Como mantenimiento preventivo en los paneles se recomienda el siguiente procedimiento al menos 3 veces al año:

1. Dejar que se sequen los paneles.

2. Drenar toda el agua del sistema.

3. Cepillar los paneles (secos) en los lugares donde    hay sedimentos.

4. Encender la bomba y con el ventilador apagado dejar que el agua lave los paneles por espacio de  45 min a 1 hora.

5. Drenar nuevamente el agua.

6. Arrancar el equipo.

Para evitar el crecimiento de algas de manera preventiva se puede eliminar el contacto directo con la luz solar. Existen en el mercado productos químicos para control de algas en albercas, estos se podrían usar de manera moderada de forma tal que no dañe al panel.