17 Climatizacion De Explotaciones

Climatización en explotaciones ganaderas II

Los mecanismos de control climático para una explotación ganadera son tres:

• VENTILACIÓN; natural o mecánica. • CALEFACCIÓN • REFRIGERACIÓN

Ventilación Ventilación forzada o dinámica o artificial

Jesús R. Maes Arjona Veterinario en la Cooperativa Cobadu ( Zamora)

Podemos definir ventilación mecánica como aquella que genera movimiento de aire dentro del edificio de los animales por medios artificiales (ventiladores). Podemos distinguir dos sistemas fundamentales de ventilación • Ventilación por sobrepresión: Aquella donde el ventilador insufla aire al interior de la nave, creando una sobrepresión que obliga a salir el aire por aberturas al exterior después de recorrer la misma. Poco utilizado en España y mucho en U.S.A. En este sistema la velocidad del aire disminuye lentamente conforme nos alejamos del centro del ventilador, de forma que es necesario llegar a una distancia de 30 veces el diámetro del ventilador para que la velocidad máxima del aire (que corresponde al centro del ventilador) se reduzca a la décima parte. Por tanto, con este tipo de ventilación se puede regular la corriente de aire que incide sobre los animales y lo hace muy adecuado para verano en animales de recría y cebo.

• Ventilación por depresión: Aquella en la que los ventiladores (en este caso los llamaremos extractores) extraen aire del interior del local generando una presión negativa en el interior del mismo que se compensa con la entrada de aire del exterior a través de aberturas diseñadas a tal efecto.

Segunda parte de este trabajo presentado por Jesús R. Maes donde se abordan los distintos tipos de climatización que quedaron pendientes en la primera parte, como la ventilación artificial, la calefacción o la refrigeración en instalaciones ganaderas porcinas.

En este sistema, la velocidad del aire en el interior del alojamiento disminuye muy rápidamente conforme nos alejamos del centro del ventilador (máxima velocidad), es inversamente proporcional al cubo

Modelos de ventilación dinámica:

a) por depresión (extractores). b) por sobrepresión (ventiladores). c) neutra.

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Efectos del tipo de conservante añadido Climatización al ensilado en de explotaciones trigo sobre la ganaderas producción yIIcomposición química de la leche

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de la distancia. A una distancia igual al diámetro del ventilador la velocidad del aire ha disminuido a una décima parte, sea cual sea el caudal que mueve el extractor. Podemos recomendar este sistema para locales de partos con animales de bajo peso muy sensibles a corrientes de aire y para ventilaciones en invierno. Para ambos sistemas de ventilación podemos optar por un diseño en alta o en baja basados en la colocación de los ventiladores y/o extractores así como de las aberturas para la entrada y/o salida del aire. En líneas generales podemos distinguir tres componentes fundamentales en el diseño de un sistema de ventilación dinámico:

• El ventilador. • El diseño de las entradas de aire. • El controlador del patrón de ventilación (regulador).

El ventilador Existen tres tipos de ventiladores en el mercado: 1) Helicoidales: Son ventiladores de gran caudal, previstos para vencer pequeñas presiones de aire. Por este motivo han de tener descarga libre al exterior sin ningún conducto. 2) Axiales: El aire sale paralelo al eje y pueden, por tanto, vencer grandes presiones a la salida, pueden pues montarse directamente sobre una vaina o conducción . 3) Centrífugos: El aire entra en sentido del eje y sale perpendicular al mismo, son los extractores que más presión pueden vencer. En instalaciones ganaderas los ventiladores helicoidales son los mas utilizados. Las características de los ventiladores son las siguientes:

• El caudal, es directamente proporcional a la velocidad de rotación (r.p.m.) y a la tercera potencia del diámetro de la hélice.

• La presión, es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad y al cuadrado del diámetro de la hélice.

• La potencia absorbida, es directamente proporcional al cubo de la velocidad y a la quinta potencia del diámetro de la hélice. A la vista de estas características, hay que prestar atención a la potencia absorbida por el ventilador, pues ocurre que ventiladores de diferentes modelos consumen de simple a doble para un mismo caudal de aire movido. Los de pequeño diámetro y gran velocidad consumen menos que los gran diámetro y velocidad lenta, pero tienen el inconveniente que son mas ruidosos. Podríamos pensar que el funcionamiento o rendimiento del ventilador es independiente de las condiciones climáticas, pero no es así, ya que se ven tremendamente influenciados por la acción del viento. Veamos que ocurre con la capacidad de extracción de un ventilador situado en la pared según la presión que el viento ejerza sobre él. Como vemos a 100 Voltios la capacidad del extractor puede variar desde 0% a 50%, sobre todo en extractores de gran caudal cuando han de funcionar a bajas revoluciones (ventilación mínima de invierno).

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Es por esto que la colocación en chimeneas reduce la influencia del viento en un 50%. Aun así, sigue existiendo una influencia del viento sobre los extractores que no podía solucionarse a través de mejoras en el motor, por esto se diseñaron extractores con una sonda interior de revoluciones la cual manda información al regulador para que ajuste la potencia del motor entre un 10% y un 100%. Como vemos, aun así, el viento sigue teniendo influencia pero menor. Como cada vez las explotaciones exigen un control mas ajustado se diseñaron en vez de sondas de revoluciones, ventiladores de medición de velocidad. La velocidad del impulsor es directamente proporcional a la corriente de aire, con un alcance que va desde 10% a 100% de la corriente de aire nominal. La velocidad del ventilador de medición se transmite al regulador. Si la corriente de aire medido no corresponde al valor requerido, el tablero de control cambiará el voltaje al ventilador hasta cuando el ventilador de medición indique la corriente de aire adecuada. De esta manera, todos los factores de influencia, como el viento, el cambio en la resistencia de la corriente de aire, inestabilidad del voltaje, etc., se compensan casi completamente. Como vemos una parte importante del éxito de una ventilación mecánica radica en la elección del ventilador y en la disposición del mismo en la nave, mejor en chimenea que en la pared.

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M aes J. Rendimientos del ventilador

Debemos ser cuidadosos ya que la mayoría de las empresas que se dedican a la venta de estos componentes facilitan los datos del caudal del extractor a presión cero y, como hemos dicho, el extractor debe crear una presión negativa en el interior, por lo cual debe vencer una cierta resistencia que hace perder rendimiento al ventilador en rangos de mínimas y, sobre todo, si existen persianas o plafones basculantes en las entradas de aire. Podemos ver como varían estas capacidades de extracción para diferentes presiones, debemos seleccionar la columna de 1/10” ó 1/8” ó, lo que es lo mismo, el rendimiento a una diferencia de presión de 3-5 mm de agua.

Diseño de las entradas de aire y localización en las salas Ya hemos comentado que existen dos tipos de ventilación dinámica, una por sobrepresión y otra por depresión, también hemos comentado que dentro de éstas puede haber diseños en alta o en baja. Debemos añadir ahora que el diseño de la ventilación para una sala debe tener cierta armonía y respetar una serie de condicionantes: 1. La sala a ventilar debe ser totalmente hermética. El aire entrara o saldrá solo por las aberturas diseñadas a tal efecto, debemos pues anular cualquier otra posible fuga de aire (puertas, fosas, arquetas, uniones pórticos, etc.). 2. La distancia entre los extractores debe ser máximo de 12 metros cuando ambos están en la misma sala. 3. La distancia entre los extractores y las entradas o salidas de aire debe ser al menos de 4 metros y de un máximo de 12 metros para garantizar una homogénea distribución del aire y una correcta velocidad en el punto de entrada. 4. Es muy importante una correcta colocación de las sondas de medición ya que son las encargadas de mandar la información al sistema de ventilación. Deben de colocarse lo mas próximo a la altura de los animales, alejados de muros o zonas donde queremos más calor, etc. 5. No es conveniente utilizar extractores de más de 1500 rpm y un caudal superior a 8000 m3/h por el ruido y la dificultad de regular en mínima. 6. Para salas donde se necesita un ajuste fino de la ventilación y

un rango de caudal muy variable entre la máxima y la mínima es aconsejable la utilización de dos extractores, de diferente diámetro, uno pequeño para el invierno y la suma de los dos para el verano.

Calculo de las secciones de entrada o salida de aire

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Ya conocemos las necesidades de aire a renovar para las diferentes especies, pesos o estados fisiológicos, y ya conocemos también la formula que rigen los principios básicos de ventilación: S = C/V S: Sección a calcular C: El caudal a renovar, ver tablas V: Velocidad en el punto de entrada de aire, esta debe estar entre 2 – 4 m/sg según el diseño de la instalación. Como es lógico, debemos calcular las secciones para la ventilación máxima de verano y ésta debe regularse de forma automática con la potencia del extractor reduciendo la sección a fin de garantizar una velocidad constante en el punto de entrada o salida de aire. Existen para ello multitud de sistemas: deflectores basculantes, motorizados, plafones, etc. Uno de los problemas más importantes a la hora de diseñar un modelo de ventilación para una explotación es asegurarnos la ventilación mínima de la sala a ventilar (ventilación de invierno). Esta ventilación debe ser independiente de la Tª de la sala, ya que su función es asegurar un mínimo de aporte de aire fresco a los animales y un mínimo de extracción de vapor de agua y gases nocivos para evitar la condensación y el incremento de estos. Es muy difícil convencer a un ganadero que está calefactando una explotación de que parte de ese calor debe perderse con esta ventilación mínima. Además, es una ventilación de ajuste muy fino que requiere en la mayoría de las ocasiones la utilización de un ventilador de bajo caudal que el ganadero no esta dispuesto a pagar. La solución más sencilla es la utilización de diafragmas. Los diafragmas tienen como función ajustar el caudal de un extractor de gran tamaño, de tal manera que reducen la sección de salida del extractor permitiendo que a altas revoluciones saquen un caudal mínimo de aire, ahorrando calefacción y permitiendo el ajuste fino.

El regulador

El regulador es un microprocesador encargado de realizar las operaciones de ajustes de ventilación, calefacción y refrigeración. Recibe información de las sondas medidoras situadas en la explotación y las compara con los requerimientos parametrizados en el microprocesador realizando las acciones pertinentes; activar ventilación o refrigeración o calefacción según sea el caso.

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M aes J. “aerotermos”, actualmente los más utilizados son los llamados tubos de ala delta. Es un sistema caro ya que el aire caliente tiende a situarse en la parte alta de la sala, lo cual obliga a un gasto añadido de energía para conseguir la Tª deseada a la altura de los animales.

Calefactor tipo aerotermo. La fuente de energía puede ser eléctrica o por combustión de gases o derivados del petróleo.

• CALEFACCIÓN POR CONDUCCIÓN Y CONVENCIÓN: Consisten en calentar el suelo del local mediante resistencias eléctricas o circuitos de agua caliente o aire caliente. Muy utilizados en salas de maternidad para calentamiento de los lechones. Los sistemas de calefacción deben ser especialmente controlados ya que generan un consumo de energía alto en la explotación. Se deben de evitar controles “on/off” de capacidad total, ya que pueden generar fluctuaciones de Tª demasiado grandes. También ocurre que a bajas necesidades de calor la capacidad de la calefacción se convierte muy rápidamente en una sobrecarga de la Tª ambiente, que puede incluso convertirse en un incremento de la ventilación cuando se trabaja con un sistema automatizado de ventilación, traduciéndose en un derroche de energía.

Refrigeración en explotaciones ganaderas En no pocas ocasiones es necesario aportar un extra de frió en las naves ganaderas para mantener los animales dentro de su zona termoneutra, ya que la ventilación por si sola no puede eliminar el exceso de calor sobre todo si el aire insuflado o absorbido está a una Tª elevada (verano en Zamora). En el mercado existen multitud de modelos, desde el más sencillo control de ventilación según Tª control de ventilación mínima, a los mas sofisticados donde podemos controlar ventilación según curva de crecimiento de los animales, humedad relativa, con conexiones de calefacción y refrigeración, alarmas de distorsiones curvas de oscilaciones térmicas y de humedad, etc.

Calefacción en explotaciones ganaderas Los sistemas de calefacción podemos dividirlos de manera didáctica según la forma de distribución de calor en:

Básicamente existen tres sistemas de refrigeración:

• ROCIADORES O DUCHAS: Consiste en instalar un sistema de duchas o rociadores encima de los animales con un sistema de regulación por tiempo al cual se le marca un ritmo de duchados y un termostato para la Tª ambiente, los ritmos normales son 3 ó 5 minutos cada hora.

• BOQUILLAS DE ALTA PRESIÓN: Consiste en instalar un sistema de boquillas humificadoras en las entradas de aire de la explotación, con un termostato que activa la bomba de presión creando una cortina de pequeñas gota de agua, que cargan de humedad el aire que entra en la explotación reduciendo la Tº entre 5 y 6 ºC. Tienen

• CALEFACCIÓN POR RADIACIÓN: Elementos radiantes que se calientan por una fuente de calor, combustión de gas o energía eléctrica. Los más frecuentemente utilizados son quemadores de gas y lámparas infrarrojas y su utilización es normalmente para lechones al nacimiento o pollitos recién salidos de incubadora. La combustión de gases es peligrosa ya que el mantenimiento incorrecto del quemador puede producir monóxido de carbono letal para animales y personas.

• CALEFACCIÓN POR CONVENCIÓN: Consiste en el calentamiento

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de aire en movimiento natural o forzado al ponerse en contacto con una fuente de calor. Son los más utilizados en sistemas de ventilación por sobrepresión difundiendo el calor por la sala a través de conductos con orificios de salida que recorren la instalación a calentar. Antiguamente se utilizaban los llamados

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como inconveniente las obstrucciones por cal disuelta en el agua y solo son validos para climas secos.

• COOLINGS: Solo son aptos para sistemas de ventilación mecánica. Consisten en hacer circular el aire por unos paneles rellenos de celdillas o almohadillas muy higroscópicas que se mantienen constantemente humedecidos por un circuito de agua descendente. Al evaporarse el agua se reduce la Tª del aire y se incrementa su humedad. Se consigue reducir la Tª entre 8 y 12º C y aumentar la humedad relativa en 30% - 50%. Estos paneles varían su capacidad de enfriamiento dependiendo del grosor de los mismos y de la velocidad de paso del aire por ellos. Actualmente se comercializan con unos 10 cm de grosor y es necesario asegurar una velocidad de paso del aire a través de ellos de 1, 5 m/sg.

Bibliografía recomendada 1. Buxadé, c. Porcinocultura, aspectos básicos. 1993. 2. Buxadé, c. Porcinocultura, aspectos claves. 1997. 3. Catálogo j.P.N. 1999. 4. Catálogo v.K.1999. 5. Fuentes yagüe josé luis. Climatización de alojamientos ganaderos.1985. 6. Larry d. Jacobson. Agricultural engineeringn update. Minnesota extension service separata. 1989. 7. Larry d. Jacobson. Fan performance and efficiency for animal ventilation

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systems. 1994. 8. Muñoz, martota, lagreca, rouco. Porcinotecnia práctica y rentable. 1998. 9. Mwps-33. Natural ventilating systems for livestock housing. 1989. 10.  Reible danny. Environmental fundamentals. 634, Ventilating systems. 1997. 11.  Reible danny. Environmental fundamentals. 650, Ventilation applications. 1997.

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