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Como construir un galpón para una granja avicola

Publicado el: 3/6/2016
Autor/es: Ing. Erik Macay. Ingeniero Mecánico, especialista en Construcción y Mantenimiento de Galpones Avicolas. Guayaquil, Ecuador
En la actualidad los galpones cerrados con ambiente controlado en nuestro país el Ecuador están teniendo un auge, por la importancia de la inversión que se realiza por estas construcción me he  permitido desarrollar este artículo que no pretende hablar del ambiente controlado como tal, sino que se pretende hacer algunas recomendaciones, de tal manera espero que le sirvan a los granjeros, la consideren y la puedan acoger para la futura construcción de un galpón para pollos de engorde.
 
1- Conceptos generales y cálculo de valores.
Densidad de población. Para construir un galpón utilizaremos las recomendaciones mostrada en la tabla No.1. Por ejemplo, si el tipo de galpón que deseamos construir es de paredes sólidas, ventilación de túnel, con enfriamiento por evaporación lo que recomienda esta tabla es tener una densidad máxima de 42 Kg/m², pero si deseamos tener un margen de seguridad se considerará un diseño de un galpón con una densidad de 39,6 Kg/m², cuando el promedio del ave para ser faenada este alrededor de 2,2 Kg nos da una capacidad de poder almacenar hasta unos 18 pollos/m².
 
Tabla No. 1- densidades recomendadas para pollos de engorde.
Tabla sobre construcción galpón avicola
 
Guía de manejo del pollo de engorde. Cobb-Vantress
Capacidad de población. Considerando la densidad de población y si se construye un galpón de 12m de ancho x 150 m de largo es decir 1800 m², de acuerdo a los cálculos de la tabla No.2 este podría alojar hasta unos 32400 pollos de engorde.
Tabla No. 2
 
Tabla 2 sobre construcción galpón granja avícola
 
Largueros por galpón. Debido a la necesidad de alimentar un lote de pollos de engorde de 32400 pollos se podrían colocar tres líneas de comederos y 4 línea de bebedero (Cada proveedor de equipo avícola hará las recomendaciones adecuadas), en este caso se necesita construir 7 largueros para suspender el equipo avícola, estos van a lo largo del galpón y distanciados a lo ancho de este.
 
Pórtico del galpón. La figura No.1 muestra un pórtico típico construido para un galpón, compuesto por parantes y vigas.
 
Imagen construcción galpón granja avícola
Figura No. 1. Pórtico compuesto por parantes y vigas.
 
Cargas muertas. Se considera como carga muerta el peso propio de la estructura incluyendo su cubierta. De acuerdo a diferentes modelo típico debe estructura y cubierta este valor esta alrededor de 10Kg/m2.
 
Cargas vivas. En estos parámetros se considera el peso que aporta las personas que construyen cuando están montadas sobre la cubierta, o cuando se realizan labores de mantenimiento, se debe considerar también la acción que ejerce sobre la estructura la fuerza del viento, la lluvia, las granizadas, la zona sísmica donde se construye el galpón, etc. En la tabla No.2 se muestran estos valores.
 
Tabla No.3- Cargas vivas unitarias, qm. Máxima.
 
Tabla 3 - Construcción galpón granja avícola
 
Estructuración, análisis y diseño estructura de elementos de techo con perfiles metálicos utilizando el método LRFD. Universidad de El Salvador.
Por tanto como máximo debe considerarse un valor 20Kg/m² para techos con una pendiente mayor a 5%, que es el caso nuestro, para el caso de galpones la pendiente en que se construye es alrededor del 20%.
 
Carga de diseño. Es el valor con el que se diseña el galpón y esto es la suma de la carga viva más la carga muerta. Es decir en este caso esta suma es de 30Kg/m², para este caso diseñaremos con este valor. Sin embargo esto está a consideración del diseñador de acuerdo a las diferentes normativas existentes en cada país. Tampoco vamos a hondar en un profundo análisis de ingeniería pero si es necesario que por los montos de inversión se consulte con un “técnico” para que haga el cálculo estructural y le diseñe el galpón.
 
Normativas Nacionales. La tabla 5.1 está tomada del “Código Ecuatoriano de la Construcción” “Requisitos Generales de Diseño”.
 
Tabla 5.1- Cargas vivas mínimas cubiertas para Kg/m2.
 
Tabla - construcción galpón granja avícola
 
De acuerdo a esta normativa la cubierta los edificios agrícolas (entiéndanse también avícolas) deben estar diseñados para 50Kg/m².
 
Espaciamiento a lo ancho del galpón. En la tabla No.4 se muestra la forma de calcular el espacio o la separación entre largueros de acuerdo con la necesidad de suspender el equipo avícola.
 
Tabla No.4
Tabla construcción galpón granja avícola

 
Área que tributa la carga. En la Tabla No.5 se muestra como calcular el área que tributa la carga, la misma que va en función de la distancia entre largueros y la distancia entre pórticos.
 
Tabla No.5
Tabla - construcción galpón granja avícola
 
Carga puntual. En la Tabla No.6 se muestra como calcular la carga puntual en el pórtico, en los extremos se considera solo la mitad de la carga.
 
Tabla No.6
 
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 1
 
Imagen 2 construcción galpón granja avícola
 Figura No. 2- Pórtico con cargas.
 
En el extremo se ha considerado 180 Kg, debido a que el área que tributa es de la mitad lo que debería ser es 135 Kg sin embargo se ha considerado ¾ de 270Kg, por considerar un margen de seguridad.
 
2- Cálculos de estructura y análisis.
Momento de flexión. La figura No.3 nos muestra la forma de la figura sugerida que se usará.
 
Figura construcción galpón granja avícola
Figura No.3- Forma de la viga I
 
Materiales del perfil. En la Tabla No.7 se muestra los limites promedios de resistencia del acero A36, que es el más común en la utilización de perfiles para estructura de acero.
 
Tabla No. 7
 
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 2
 
Diseño de perfil. La tabla No.8 muestra los valores del módulo de rigidez del material construido, con dos vigas U soldadas de espaldas uno con otro, por tanto se muestra algunas I soldadas que nos puedan servir para la construcción del pórtico para construir un galpón avícola.

Tabla No.8
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 3
 
Diagrama de momento. La figura 4 muestra un diagrama de momentos que se producen por la carga puntual de 270 Kg y 180 Kg en el pórtico.
 
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 4
Figura No.4- diagrama de Momento de flexión del pórtico.
 
Con los valores de estos momentos en la tabla No.9 se muestra la comparación de la resistencia del material vs la resistencia calculada. La resistencia del material “Calculado” se lo realiza conociendo que el esfuerzo es:

σ = M c / I            ec. (1)
M = momento inercia del material.
c = centroide
I = Momento de inercia.
S = Modulo de rigidez del material calculado
 
S = I / c            ec. (2)
S = M / σ            ec. (3)
 
Tabla No.9
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 5
 
Dela tabla No. 9 podemos determinar que el módulo de rigidez calculado es mayor que el del material por tanto para esta I 200, con estas cargas de 270 Kg el material fallará. Existen algunas posibilidades de superar este diseño, escogiendo un material de mayor dimensión o colocar un templador como se muestra en la figura No.5.
 
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 6
 Figura No.5. Momento de flexión de pórtico con tensor.
 
Análisis del pórtico. En la tabla No.10 se notará que para este pórtico construido con una I 200 y con un tensor a lo ancho de este la I 200 soporta esta carga puesto que la resistencia calculada es 54,62 cm³ para un valor de momento de 786,5 Kg-m siendo el módulo de rigidez del material de 95,4 cm³. Como la resistencia calculada es menor que la del material el pórtico no fallará lo que permitirá construir este galpón con este diseño.
 
Sin embargo una viga de menor dimensión como una I 150 también para el valor calculado de 54,62 cm³ y un valor de momento de 786,5 Kg-m siendo el módulo de rigidez del material de 63,7 m³. De la misma manera la resistencia calculada es menor que la del material el pórtico no fallará lo que se puede construir este galpón con este diseño y a su vez ahorrar en material.
 
Tabla No.10
Como construir un galpón para una granja avicola - Image 7
 
3- Conclusiones y recomendaciones.
a. Este estudio pretende contribuir a los avicultores que tengan una idea de la importancia de construir un galpón con las necesidades de un diseño preliminar.
b. Existe además una parte no tratada en este que tiene que ver con el terreno y las cimentaciones que también es otra parte importante, no sirve de nada una buena estructura con una mala cimentación
c. Para construir galpones avícolas con estructura de acero siempre consideremos además un mantenimiento constante de la estructura (pintar con una frecuencia anual), debido a la acción de los líquidos corrosivos que usamos para la desinfección del galpón y así también el amoniaco emitido por las excretas de las ave.
d. Existen algunas otra formas de construir los pórticos con perfiles metálicos este apenas es una muestra, lo importante es buscar un diseño que como mínimo se lo calcule con una carga de 20Kg/m². Este estudio está hecho para una carga de 30Kg/m².
 
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