AIRE Y ACONDICIONADO

AIRE Y ACONDICIONADO
SISTEMAS DE CHILLERS Y AGUA HELADA

viernes, 29 de julio de 2016

GRANJAS AVICOLAS DISEÑOS Y CONSTRUCCION EN VENTILACION FORZADA


GRANJAS AVICOLAS DISEÑOS Y CONSTRUCCION EN VENTILACION FORZADA 
RIF V-11076589-0
En el mercado hay disponible una amplia variedad de controles, cubriendo las necesidades de galpones con diferentes niveles de automatización. Desde simples cicladores para evaporadores, hasta sofisticados controles con sistemas de comunicación.
Algunas pautas dan indicios de la calidad de servicio que prestan y como se adaptan a los requerimientos del granjero, y ayudan a la elección en el momento de adquirirlos.
Constan de sensores que toman información del galpón, un microcontrolador que analiza estas entradas y toma decisiones según se requiera, para actuar sobre las salidas que activan el equipamiento vinculado a la climatización.

Sensores
Los sensores se pueden clasificar en imprescindibles, como lo son los de temperatura; los útiles, que mejoran las condiciones de control, pero por su mayor costo se ofrecen como opcionales y son los de humedad relativa, presión diferencial, velocidad y dirección del viento, gases nocivos y luz solar; y los que solo dan información útil para un análisis estadístico como peso de las aves, caudal de agua, cantidad de alimento, etc.

Salidas
Las salidas son el vínculo entre el control y los elementos asociados a la climatización, conectándolos a la red eléctrica mediante contactores.
La cantidad de salidas depende del nivel de automatización que se quiere lograr o la capacidad de inversión lo permite. El más simple dispone de una salida para el sistema evaporativo, y puede tener una o mas para los grupos de ventiladores/extractores; a medida que los controles van incorporando servicio con el resto de los elementos disponibles para la climatización, tendrán dos salidas por cada cortina, una o dos para los extractores de ventilación mínima, algunas mas para los grupos de extractores de ventilación forzada, una para el evaporador y otra para la calefacción. Sería conveniente que tenga una salida para activar la alarma, y podría tener una adicional para la iluminación.

Capacidad operativa
Además de la información proveniente de los sensores, dispone de datos que puede ingresar el usuario. El control puede analizar, calcular, informar a trabes de algún visor y actuar sobre las salidas; desconoce si algún elemento afectado a las salidas sufre un desperfecto eléctrico o mecánico; solo puede percibir su efecto si los sensores reflejan valores fuera de los márgenes establecidos, informando el hecho con la alarma.
A partir de estas premisas, las posibilidades que tiene el control de atender el manejo de la climatización,  la calidad del servicio que puede prestar, y el ahorro de tiempo que le brinda al granjero, depende del diseño del control.
El intercambio de información disponible con el usuario, pone de manifiesto las prestaciones que brinda, la forma como cumple con su función, y el acceso a buscar mediante la modificación de parámetros, la adaptación del servicio del control a los requerimientos del granjero.
Es importante que el control disponga de una tabla con las distintas temperaturas requeridas durante la crianza; de lo contrario, periódicamente abra que ir actualizándola, Es necesario también que lleve la cuenta de la edad de las aves sin perderla por cortes de energía.

Ventilación natural
En un galpón clásico, se puede llegar a una automatización completa en lo referente a la climatización, cuando se dispone de cortinas movilizadas eléctricamente. Son indispensables para aprovechar la ventilación natural. En esta función las cortinas se moverán por pasos, cerrando o abriendo a intervalos prefijados, buscando estabilizar el galpón a la temperatura ideal requerida, fluctuando dentro de una banda establecida.
Mediante la modificación del recorrido en cada paso, y la demora entre movimientos, el usuario puede adaptar el sistema a la reacción térmica del galpón, y reducir la cantidad de movimientos de las cortinas. Si la banda de temperatura es reducida, los recorridos de la cortina no deben ser muy amplios, porque sino las cortinas abrirán y cerrarán sin encontrar un equilibrio; los intervalos de tiempo entre movimientos deben ser acordes con el tiempo de reacción térmica del galpón.
Es conveniente que cada lateral se maneje en forma independiente asignándole los sensores de temperatura que estén de su lado; para el caso en que halla viento lateral más frío que el requerido, la cortina cerraría lo suficiente para crear el reparo necesario y balancear la temperatura en el ancho del galpón evitando la migración de las aves; ayudaría para esto disponer de un medidor de velocidad del viento transversal.
En ventilación natural, las cortinas nunca deben cerrarse por completo; por lo que el usuario debe poder determinar cuanto es lo mínimo que debe quedar abierto. Para zonas o días ventosos, sería útil disponer de la posibilidad de fijar una posición de apertura máxima menor a la total, para regular el reparo necesario.
Si se dispone de cortina de túnel, sería conveniente que en ventilación natural, esta acompañe a las cortinas laterales en su desplazamiento.
Para hacer la transición del sistema de ventilación natural con la mínima o con la forzada, se fija una franja de tolerancia de algunos grados por debajo y por encima de la temperatura ideal. Es necesario para esto disponer de un sensor de temperatura exterior, ya que si el control se basa en la temperatura interior, este puede hacer volver al sistema de ventilación natural en condiciones exteriores no favorables, con temperaturas exteriores fuera del rango establecido, haciendo cambios bruscos en la temperatura interior.
Cuando los galpones son  de ponedoras, las cortinas abren de abajo hacia arriba, para mantener en la sombra la recolección de huevos. Si se dispone de sensores de luz a la altura de la línea inferior de recolección, se puede evitar que la luz solar dé en forma directa.

Ventilación mínima
La finalidad de este sistema es preservar el calor generado en el interior orgánicamente o por calefactores, sabiendo que en el exterior la temperatura es inferior a la tolerada por las aves. También hay que renovar el aire retirando el polvo, los gases tóxicos y el exceso de humedad generado por las aves.
Si se dispusiera de sensores para medir todos estos factores, se retiraría solo una cantidad mínima de aire; pero la realidad lleva a que lo mas práctico es disponer de una curva o tabla en la que se haya evaluado la cantidad de aire mínima necesaria renovar, que garantice la salud de las aves, contemplando todas las circunstancias. De esta forma el control tiene la capacidad de calcular el tiempo que tienen que estar funcionando los extractores. Para realizar esta función el control requiere que se le ingresen como datos la edad y cantidad de aves; y el caudal de aire que mueven los extractores. Estos entrarán en función prendiendo en forma cíclica; y a medida que la temperatura interior aumenta, el período de tiempo prendido irá aumentando con respecto al apagado para estabilizar la temperatura del interior del galpón.
Para que el sistema funcione, las instalaciones tienen que tener prevista la entrada de aire fresco del exterior. Lo ideal es disponer de ventanas (inlets) dispuestas en la parte superior de los laterales del galpón, orientando la entrada del aire hacia la parte alta del centro del galpón. El aire fresco desciende y llega a las aves ya templado. La apertura de estas ventanas está regulada por un control con un sensor que mide la diferencia de presión atmosférica entre el exterior e interior del galpón, buscando estabilizarlo al valor que se determine; este mecanismo da como resultado una uniformidad en la velocidad del aire que entra al galpón, que es en realidad el objetivo buscado. Si el control no dispone de esta función hay que recurrir a controles independientes que la cubran. Este equipamiento requiere asistencia para mantenerlo en óptimas condiciones, ya que si las ventanas se traban, se encuentran desalineadas o el galpón no es suficiente hermético, el funcionamiento  será deficiente.
De no disponer del sistema descrito, queda la opción poco práctica y de poca eficacia térmica de abrir las cortinas en forma manual.
Una solución intermedia sería que el control abra algo las cortinas mientras operan los extractores y luego las cierre. Esta zona que abre puede no estar toda al descubierto, sino que posea algunas aberturas equivalentes a las ventanas, y a la ves podrían tener deflectores fijos que orienten el aire hacia arriba.




Si se quiere que durante las primeras semanas de crianza el sistema permanezca en el sistema de ventilación mínima, el control deberá disponer de una edad mínima de las aves, para permitir el paso a ventilación natural o forzada.
Cuando la superficie del galpón se reduce a una zona de madre, los sensores que quedan fuera de ella tienen que poderse dejar fuera de servicio.

 Ventilación forzada
En este sistema, la temperatura del galpón excede la tolerancia de las aves, y se recurre a bajarle la sensación térmica mediante la circulación de aire, y reducir algunos grados de temperatura, mediante el sistema evaporativo,
Si el control dispone del manejo de cortina de túnel, y el galpón no está equipado con dicha cortinal,  este tiene que tener la posibilidad de disponer de esta información para determinar si debe trabajar con las cortinas laterales totalmente cerradas o abiertas.
A medida que la temperatura interior del galpón aumenta, el control irá agregando en forma progresiva los grupos de ventiladores para recirculación o extractores en el caso de túnel. Si se tiene la posibilidad de medir la velocidad del viento longitudinal, se podrá limitar el agregado de grupos que excedan lo tolerado por las aves según la edad que tengan.
A partir de cierta temperatura interior del galpón, determinada por el usuario, se incorpora el sistema evaporativo, trabajando en forma cíclica, con tiempos de funcionamiento y parada también determinado por el usuario. Si se dispone de sensor de humedad relativa, se puede limitar el uso a niveles aceptables para la salud de las aves y solo cuando haya margen evaporativo para reducir la temperatura interior y no precipite el exceso por condensación sobre la cama. Si el sistema es por riego con aspersores, debería estar disponible en ventilación natural, ya que muchos granjeros lo requieren para bajar el consumo de energía eléctrica, limitando la incorporación de la ventilación forzada.

Precauciones en la instalación
El tendido de cables de los sensores conviene que se haga en forma separada a los circuitos que manejan potencia, ya que pueden hacer llegar interferencias al control.
Las bobinas de los contactores producen picos de tensión sobre la red eléctrica, que pueden afectar al control. Si bien estos suelen tener protección con filtros de línea incorporados, es aconsejable que los relé de salida alimenten los contactores con una fase de la red y la alimentación del control esté sobre otra fase.
A pesar de que la ventilación mínima constituye la parte fina del manejo de ambiente controlado, la ventilación que sirve para eliminar el calor de los pollos es el grueso del trabajo en la vida de la parvada, en climas tropicales.

El estrés de calor resulta de un balance negativo de la cantidad de energía que fluye entre el animal y el medio ambiente. Es inducido por cambios en una combinación de parámetros ambientales (Luz solar, radiación térmica, temperatura del aire), propiedades del animal, (tasa metabólica, pérdida de humedad, etc.) y los mecanismos de termorregulación como conducción, radiación, convección y evaporación. La producción de calor en el pollo de engorda es particularmente alta porque la tasa de crecimiento es mantenida por un consumo elevado de energía, reteniendo el 40% y un 60% liberada como calor.

En la zona termoneutral o a temperaturas inferiores, esto no representa ningún problema, pero la habilidad de las aves de disipar calor disminuye durante el estrés, comprometiendo las posibilidades de vida. El pollo en su esfuerzo por sobrevivir baja su consumo de alimento, llevando a una supresión de la ganancia de peso.
Entre los manejos que se aplican para el control del estrés de calor en la aves, están el control ambiental, mediante la temperatura de sensación, uso de betaina, electrolitos, dietados y cambios en la concentración energética del alimento. Si bien criar pollos arriba de su zona de termotolerancia resulta en menores ganancias de peso, menor uniformidad y mayor mortalidad, el uso de la temperatura en dos procesos como la aclimatación y la estimulación controlada por la exposición en intervalos cortos pueden tener resultados favorables.

En el caso del acondicionamiento térmico a edad temprana, no está determinado el mecanismo de respuesta, pudiendo estar mediado por cambios en la repartición energética, disminución metabólica, disminución del consumo o efecto de las proteínas de estrés calórico del rango de los 70 Kd (HSP-70).

Los pollos de engorda son particularmente sensibles al estrés de calor porque la producción metabólica de calor incrementa con su tasa de crecimiento mientras que la capacidad de disipación de calor no. La disipación de calor es de gran impacto durante el estrés de calor ya que de las dos rutas diferentes de disipación de calor (evaporativa y no evaporativa) el potencial para la pérdida no evaporativa se reduce. En otras palabras, para evitar sobrecalentamiento, aumenta la dependencia de la tasa de respiración como enfriamiento evaporativo. Empero, solo puede compensar parcialmente la disminución en la capacidad de perder calor.

La extensión de la disipación del calor por evaporación y las calorías disipadas por respiración están bien correlacionadas (R2>0.8) con el consumo de agua y el balance. Las aves con balance positivo de agua pueden mantener la temperatura corporal. Esta relación tiene significado especial en el pollo de engorda, ya que el calor incrementa la excreción renal independientemente del consumo de agua, forzando a las aves a mantener niveles de consumo de agua mas altos de los requeridos para simplemente reemplazar el agua perdida por el enfriamiento evaporativo. El manejo del consumo de agua es entonces para incrementar el potencial evaporativo y las calorias disipadas por la respiración. Reducir la temperatura del agua eleva la evaporación y el calor disipado por respiración. Incrementando el consumo de agua 20% sobre los niveles basales puede incrementar las perdidas de calor por respiración en un 30%. Las razones para este fenómeno en pollo de engorda son especulativas, pero incluye el hecho de que la mayor parte de la selección genética ocurre en situaciones con agua y alimento disponibles continuamente, por lo que a diferencia de las aves salvajes, han perdido la capacidad de conservar fluidos al ser expuesto al estrés de calor.

Ventilación. Como se menciona uno de los mecanismos para subsanar este problema es utilizar la convección, haciendo pasar una corriente de aire por las aves para que estas disipen su calor, al cederlo al fluido de menor temperatura. Al Dr. Berry Lott de la Universidad de Mississippi debemos el desarrollo del concepto en la industria avícola.

Examinemos las graficas derivadas al respecto:
Tomada de: Czarick, M. and Lacy, M.P. 1996.Windchill effect. Poultry housing tips, Vol.8 Num. 6)

En esta grafica se encuentra señalado, como la curva teórica, el efecto de la velocidad de viento con un pollo dentro de un túnel de viento, y la señalada como actual descuenta la perdida de velocidad de aire en las casetas, donde la velocidad del aire la medimos a un metro del piso, resultando menor a nivel de las aves. La temperatura es de 29.44 grados centígrados y la edad de las aves 7 semanas. Según esto a 500 pies de velocidad corresponden 22.78 grados centígrados de temperatura real (6.66 grados centígrados menos)

En la misma publicación (Czarick, M, Lacy, M. y B. Lott .1999. Windchill update. Vol.12, Num. 6), aparece un ajuste en las graficas, dándole un aspecto mas exponencial.

En el caso de este trabajo, la temperatura es de 29.44 grados centígrados, pero en trópico eso seria un día bastante fresco, de ahí que de manera practica planteamos que las casetas deben de operar túneles de 700 pies por minuto (FPM) en nuestros climas, de la manera mas homogénea dentro de la caseta.

El concepto de temperatura de sensación se refiere entonces a la temperatura que “siente” realmente el ave, y es resultado de cuatro factores principalmente, la edad de las aves, la humedad, la temperatura, y la velocidad del aire. Considerar las tablas de temperatura de sensación solo por los grados que se restan a la temperatura real por efecto de la velocidad del aire es útil como referencia, pero debe de ser avalado por la observación del comportamiento de las aves.
Con todo, la temperatura de sensación no deja de ser relativa, pues es afectada por la temperatura a la que regularmente se este expuesto. Es recomendable entonces utilizar un anemómetro de bolsillo como el kestrel 3000 que mide temperatura ambiental, velocidad del aire y humedad relativa. Una tabla para medir objetivamente los de temperatura en las aves lo proporciona el Dr. Jim Donald, de la Universidad de Auburn:




(tomado de www.aces.edu/department/poultryventilation)




Entonces, el wind chill, nos permite criar altas concentraciones de aves en las casetas.

Podemos manipular la velocidad de aire sobre los pollos mediante ventiladores (ventilación a presión positiva) o extractores, con ventilación a presión negativa. La diferencia es que mientras con los ventiladores el aire es enviado sobre las aves, con los extractores al aire es removido de la caseta, creando un diferencial de presión estática que introduce el aire por entradas convenientes para ventilar los pollos a diferentes edades y condiciones ambientales.

Tipos de casetas: Ventilación positiva:

En este tipo de casetas, para controlar el calor se colocan ventiladores, todos dirigidos hacia el mismo extremo. En este caso podemos controlar la velocidad del aire por la inclinación y encendido individual, permitiendo utilizar los ventiladores desde la primer semana si el uso de la transición (bajar totalmente las cortinas) no es suficiente. Es un sistema fácil de implementar en una caseta, la inversión requerida es compra de equipo e instalación. En algunos casos, más ventiladores pueden ocasionar que la instalación eléctrica y el transformador de corriente sean substituidos, aumentando considerablemente el costo de implementación.

El número de aves a ser alojadas se ve restringido por la capacidad de movimiento de aire de cada ventilador, dando lugar a zonas de confort y zonas de escape, que a edades avanzadas con densidades altas se convierte en zona de estrés calórico:
Algunas veces se cuestiona porque granjas con este sistema (abiertas) obtienen mejores números que las de presión negativa (cerradas). La respuesta es multifactorial, pero en el punto de la ventilación, tomar una mala decisión en cuanto a la operación puede ser amortiguado por la existencia de las zonas de escape citadas, además de que en los sistemas manuales el operador de granja tiene mas presencia dentro de la caseta. Usualmente los operadores de estas granjas tienen más antigüedad y manejan densidades menores de aves.

Llega el momento en que solo la convección (velocidad de aire) no es suficiente para mantener confortables a las aves, entonces las aves jadean (evaporación) y podemos hacer que ese jadeo sea mas eficiente mediante la adecuada hidratación de las aves y el uso de sistemas que humedezcan a las aves, como pueden ser bombas aspersoras, mangueras o foggers, o los sistemas de paredes húmedas.

Como se señalo, entre los factores que modifican la temperatura de sensación esta la humedad relativa y la temperatura ambiental. En cuanto a la humedad relativa, mientras más elevada sea menor cantidad podrá perderse por evaporación a través de foggers, mangueras o jadeo.

Ventilación a presión negativa:

en este sistema se utilizan extractores para crear un diferencial de presión entre la el interior de la caseta y el exterior, propiciando que podamos introducir el aire por las aberturas deseadas.
La ventilación en túnel provee de una uniformidad mayor en cuanto al flujo de aire en toda la caseta, en condiciones ideales la diferencia entre la velocidad mayor (centro) y la menor (costados) no debe de ser mayor de 50 FPM.
Requerimos de una velocidad cercana a 700 pies, para las peores condiciones de clima cálido. Esto lo conseguimos calculando:

Vel (FPM) = [Corte seccional (pies cuadrados)] / [Pies cúbicos de los extractores por minuto (CFM)]

Con esta sencilla formula podemos planear la dimensión de la instalación o saber el potencial de una caseta.
Siendo la operación a base de un diferencial de presión, el sellado de la casetas es uno de los principales argumentos.

Parámetros de operación de la ventilación en túnel:

Presión estática estable y debajo de 0.10 pulgadas de agua (PA). Un gran diferencial de presión entre algunas parte de la caseta indican que tenemos un problema con el sellado, presiones arriba de 0.10 PA indican que la entrada principal de aire es insuficiente o esta tapada.

Velocidad que puede alcanzar: 700 pies. Esta velocidad será necesario proporcionarla cuando los animales ya están pesados. En edades menores, el flujo de aire puede tener efectos negativos. Hay que recordar que la temperatura de sensación depende de varios factores que tomar en cuenta para la velocidad (por el numero de extractores en ON) a conseguir.

Humedad Relativa. Si la caseta esta provista de un panel evaporativo, este perderá eficiencia al llegar a el 80% la humedad relativa en el exterior, y en ese momento el uso del panel agregará humedad al interior de la caseta, pero sin enfriar el aire que entra.
Temperatura del aire que ingresa: menor a 38 grados. Temperaturas mayores no disipan e incluso aumentan el calor de las aves. De nuevo tener en cuenta que la operación del panel evaporativo, y la velocidad están ligadas a la humedad y la edad de las aves.

Enfriamiento Evaporativo: Cuando la temperatura ambiental excede la zona de confort termoneutral el enfriamiento no evaporativo disminuye, y el enfriamiento evaporativo se vuelve la principal ruta de disipación de calor. El calor latente de evaporación del agua a 41 grados es de 574 cal/ml, mientras que el calor absorbido por calentar el agua a temperatura corporal es de 20 cal/ml . La pérdida de calor de las aves durante el estrés esta regida por estas leyes de la fisicoquímica. La humedad relativa impacta el potencial enfriamiento evaporativo del ave, durante el estrés de calor. La habilidad del aire para retener humedad no es constante, incrementa con la temperatura. La humedad relativa nos provee de un estimado de la saturación del aire a una temperatura determinada. Conforme la humedad relativa aumenta, la facilidad con la que las aves pueden perder calor disminuye, al disminuir la eficiencia de la respiración, aumentando por consecuencia la temperatura corporal. Estas consideraciones deben tomarse en cuenta para el manejo óptimo de la ventilación y el enfriamiento evaporativo de la caseta como paneles o foggers. Generalmente hablando, son de valor marginal cuando la humedad relativa excede del 80% .

Como medir una caseta en túnel. Las mediciones pues que son necesarias para conocer la caseta son la velocidad de aire (con las entradas consecutivas de extractores) presión estática, Humedad relativa y temperatura. Se realizan con un manómetro de diferencial de presión Magnehelic (www.dwyer-int.com), un medidor medio ambiental (anemómetro, termómetro, higrómetro) Kestrell 3000, 4000 o 4100 (www.nkhome.com/) . Las mediciones se realizan a 20 metros de la pare húmeda, en la parte central de la caseta, y a 20 metros de los extractores.. Las medidas de presión y de temperatura son únicas por cada punto, la de velocidad es conveniente hacerla en tres puntos, al centro y a los dos costados, por la importancia que tiene el diferencial de velocidad (debe de ser menor a 50 pies).

La medición de la velocidad de aire requiere del siguiente procedimiento para tener una lectura confiable:
Con una rodilla en el piso, en una zona donde no se encuentren objetos que interfieran en el flujo no adelante, ni arriba ni atrás.

Se coloca el anemómetro a un metro de altura, en forma practica se utiliza el cordón del mismo.

* Poner el modo de velocidad de aire promedio (AVG)
* Apagar el anemómetro, y dejar que la veleta gire a una velocidad estable.
* Encender el anemómetro y esperar a que la lectura se vuelva estable.

Operación del panel evaporativo
Para que el aire enfríe a los pollos requiere además de la velocidad establecer un diferencial entre el aire que pasa a través de ellos y la temperatura corporal, ya que el calor pasa del cuerpo mas caliente. Dada esta razón física, es entendible que a temperaturas mayores de 38 grados no sea eficientes para eliminar el calor.
La función del panel evaporativo es desprender en calor del aire por el proceso de evaporación.

La regla de oro es no operar el panel a más de 80% de humedad relativa. El panel puede ser utilizado en aves de todas las edades. En la practica algunas veces se restringe el uso del panel las primeras semanas, y esta practica se relaciona con buenos resultados a fin de la parvada. Es probable que intervenga en esto el acondicionamiento térmico.

La programación de los extractores y la pared. Esta puede ser realizada de manera manual, utilizando como referencia las tablas de temperatura de sensación según la velocidad y la edad, pero es importante que el operador tenga además el criterio de salir de la rigidez de las tablas, y plantear los cambios a los números de extractores funcionando de acuerdo a la respuesta de las aves. Las aves de hasta 3 semanas se ventilan mejor bajo el concepto de “menos es mas” utilizando la menor velocidad de viento. Esto puede incluir utilizar la pared húmeda, empleando la mitad de los extractores disponibles. Evitar problemas de humedad, utilizando el mínimo de tiempo la pared húmeda.

La programación de encendido de extractores en controladores automáticos se realiza en base a la edad, velocidades de viento que se alcanzan con 1, 2, 3, …n extractores para calcular de acuerdo a las tablas de temperatura de sensación el efecto de enfriamiento. En general es deseable que a los 6-8 grados de diferencia con la óptima se cuente con el 100 % de los extractores en funcionamiento, pudiendo la pared húmeda entrar después de la mitad de ellos. Es importante señalar que aún cuando se pueden calcular los diferenciales para entrada de extractores (cuantos grados centígrados sobre la óptima se requieren para que entre en función) es indispensable que se monitoree el funcionamiento del programa de acuerdo las mediciones comportamiento de las aves. En la página de la Universidad de Georgia (www.poultryventilation.com) en las presentaciones podemos ver algunos ejemplos de diferenciales para programación de túnel.

Ventilación nocturna:

La temperatura de las noches/madrugadas comienza a descender, y en algunas condiciones nuestros cálculos o programaciones nos indican que la temperatura en la caseta ha bajado lo suficiente como para apagar algún (os) extractor (es). Aves pesadas en climas calidos y húmedos pueden contar con este pequeño espacio de tiempo para regresar a las condiciones de termo neutralidad, y así no empezar el día con el handicap del calor acumulado el día anterior.

Mantener la ventilación al máximo por un periodo de tiempo después de que hubiese empezado a apagar ventiladores o extractores, es la estrategia conocida como ventilación nocturna, una de las mejores herramientas para trabajar en trópico.

Línea Final: El control del estrés calórico depende de muchos factores, cada parte de los sistemas de la caseta puede ser orientado a este fin. Los programas de trabajo deben incluir la limpieza diaria del equipo (extractores, paredes húmedas, persianas de extractores) y su mantenimiento programado (cada parvada), Sellado (evitar cualquier entrada de aire que no sea por la pared húmeda) evitar objetos que afecten el flujo de aire, revisar el sistema de alarmas y respaldos, funcionamiento de la planta de emergencia.

sábado, 11 de junio de 2016

CONSTRUCCION PORCINAS EN CONFINAMIENTO A VENTILACION FORZADA



CONSTRUCCION PORCINAS EN CONFINAMIENTO A VENTILACION FORZADA


1) Construcciones Porcinas en Confinamiento a Ventilación Forzada.
2) Construcciones Porcinas en Confinamiento a Ventilación Natural. (NO COMENTADO EN ESTE ARTICULO)

Es indudable que existe una dependencia en la elección de construir uno u otro tipo de confinamiento, que lleva correlación con la posibilidad de disponer espacio físico para instalar estos verdaderos “edificios”.

Influyen además diferentes factores, entre ellos:
-Tipo de clima y parámetros climatológicos en la región dónde se hará la instalación.
Tipo de raza animal a producir.
-Tipo de gestión animal prevista.
Destino de la producción animal (consumo interno o exportación).
Accesibilidad a la provisión de materiales básicos para construir.
Accesibilidad de caminos para el transporte de la producción.
-Tipo de trazabilidad impuesta por el Estado Nacional.
- Normativas de sanidad animal a nivel regional, provincial y nacional.
- Mercado Agroalimentario regional, provincial y nacional.
- Integración de productores a nivel regional, provincial y nacional.
Posibilidad de créditos subsidiados por parte del Estado Provincial o Nacional.

Enumero estos factores de carácter global sin menos preciar los de carácter particular que lo iré detallando en artículos sucesivos, ya que son esenciales a la hora de tomar una decisión tan importante para el productor, que deberá analizar la conveniencia de uno u otro sistema constructivo.

Es fundamental el asesoramiento permanente de los profesionales del sector que asisten a las granjas, es decir la construcción se realiza de acuerdo a ciertas exigencias zootécnicas y de producción, que una vez analizadas sumando además los factores anteriormente expuestos se llega a una conclusión multidisciplinaria, dónde interactúan el productor, el veterinario, el ingeniero agrónomo y los profesionales que diseñamos y construimos los edificios.

La pregunta del “millón” es que si las pequeñas granjas unifamiliares de 30 o 40 reproductoras también participan, y les digo que sí, participan y en abundancia ya que en el proyecto inicial se prevén futuras ampliaciones para poder llegar al objetivo previsto.

La inversión inicial en este tipo de construcciones es elevada en comparación con los presupuestos que se manejan en granjas a campo abierto, pero el período de retorno o recuperación de lo invertido es relativamente bajo cuando la gestión de la producción es llevada con eficiencia y con mucha disciplina contable - financiera. Insisto es fundamental la asistencia de profesionales del sector aunque sean granjas pequeñas.

Existe sin lugar a dudas la posibilidad de trabajar los ciclos de producción en forma MIXTA, es decir proyectar confinamiento en Reproducción (Gestación, Salas de Parto, Salas Destete hasta 30 Kg. de peso vivo) y el Crecimiento o Engorde realizarlo “A Pista” o Campo Abierto, viceversa en el caso de confinamiento en Crecimiento y Reproducción “A CAMPO”, todos estos conceptos son evaluados por el técnico competente del productor.

Construcciones Porcinas en Confinamiento a Ventilación Forzada.

El concepto de “ventilación forzada” proviene justamente de forzar el movimiento del flujo de aire en el interior de las salas a través del funcionamiento de mecanismos motorizados como los 
extractores y/o ventiladores, generando a baja velocidad y alta prevalencia un recambio de aire continuo, muy necesario en este tipo de construcciones debido a la constante acumulación de NH4 (Amoníaco), que se desprende de las deyecciones acumuladas en las fosas de descarga, ubicadas generalmente debajo de la superficie de asiento de los animales.

El tipo de ventilación forzada más utilizada en la actualidad es el llamado “Sistema a Túnel”, que conceptualmente es el mismo que se utiliza para los confinamientos avícolas, se aplica en estructuras de techo liviano, es decir cabreadas metálicas o de madera de bajo peso, tirantes de madera económica pero con baja deformación, techo de chapa pre-pintada de espesor mínimo, cielorraso con chapa o PVC (bajo costo),aislación termo-ventilada en cielorraso con celulosa proyectada (material de reciclado, ignifugo, etc.) como se detalla en gráfico Nº1.

Estos sistemas son apropiados para regiones de climas extremos ya sea en verano que en invierno, es decir se pueden utilizar en zonas como la Patagonia Argentina hasta en zonas caribeñas de mucho calor y alto % de humedad.

GRAFICO N1





Fot.Nº 1: Estructura y cubierta de techo metálica con tirantes de madera, estructura de sostén de cielorraso con tirantes transversales de madera. 
Fot.Nº 2: Vista frontal y lateral de sala de Gestación, con cubierta metálica, extractores de 50” de diámetro y cortinas en PVC a uso manual.



Situación Estival ( verano) 

En condición estiva el panel del techo expuesto a la radiación solar absorbe temperaturas elevadas.
La ventilación que se crea debajo de la cubierta metálica (Fot.Nº1), se presenta por la entrada de aire fresco que ingresa por la abertura de los canalones de cubierta (unión techo-muro) y la salida continua de aire caliente a través de la cumbrera (Fot.Nº2) el resultado que se obtiene demuestra que en la cámara de aire originada, la temperatura es 20ºC mas baja que la del panel del techo, esto determina una mayor eficiencia del estrato termo-ventilado, mejorando las condiciones térmicas en el interior de las salas ya que la temperatura a controlar será mucho mas baja.

Para comparar, con un techo simple sin cámara de aire, por ejemplo con poliuretano, este tipo de termo-ventilación (cámara de aire) permite tener una eficiencia de aislación 10 veces superior.


HAGA CLICK AQUI PARA VER EJEMPLO ANIMADO 01 



Situación Invernal (invierno)

En condiciones invernales la funcionalidad del techo ventilado es opuesta aquella estival.
La perdida de calor de una sala en este período se da en un 80 % de los casos por el techo. La cubierta ventilada que estamos explicando se transforma en invierno en una cámara de precalentamiento del aire que ingresa a las salas, permitiendo de esta forma generar un importante ahorro energético ya que el flujo de aire que ingresa es recalentado, recuperando completamente el calor que el edificio perdería en forma natural.

La colocación de difusores en el cielorraso distribuye el aire precalentado en modo horizontal de forma tal que el mismo contacte los animales después de mezclarse con el aire presente en el ambiente. La depresión que se desarrolla en el interior de la sala, no genera turbulencia, ya que el flujo de aire se mueve a baja velocidad entre los difusores (Fot. Nº2) y los extractores (Fot. Nº3),además se debe agregar que la depresión o” la ventilación a túnel” se manifiesta siempre y cuando los laterales permanecen cerrados ,como se observa en la Fot.Nº3(Cerramientos con cortinas en PVC, movilizadas en forma manual).

Fot.Nº2 -Difusores de intercambio de aire 



HAGA CLICK AQUI PARA VER EJEMPLO ANIMADO 02





Fot.Nº3 – Extractores de 50” de diámetro y cortinas en modo cerrado


Los sistemas constructivos en confinamiento de ventilación a túnel tienen su mayor utilidad en las salas de Gestación, salas de Parto y salas de Destete( engorde hasta 30 kg.). Estos particulares sistemas de ventilación cuando se anexan paneles de enfriamiento (Fot. Nº 5) garantizan condiciones térmicas ideales ya sea en verano como en invierno.





Fot.Nº5 - Salas de Gestación y Parto con paneles de enfriamiento



El sistema de ventilación adoptado permite mantener a los animales en estado de bienestar térmico, exaltando de esta manera la performance productiva (mejor I.M.G - reducción de I.C), reproductiva (mayor fertilidad y numero de destetes) y sanitaria (menor incidencia de patologías, con ahorros sobre los costos en fármacos y medicamentos).

Los paneles de enfriamiento garantizan la reducción de la temperatura en los meses estivales mientras que los generadores de aire caliente proveen un apoyo calorífico al ambiente si es necesario en el período invernal, esto se manifiesta según las exigencias de los animales presentes .Estos sistemas de ventilación son extremadamente dúctiles y adaptables a diferentes condiciones climáticas, de fácil mantenimiento, programación y bajo consumo energético.

Ventajas de un ambiente con Ventilación Asistida

La solución única y original del empleo del techo ventilado en el sector zootécnico permite obtener una capacidad de aislación superior ya sea en el período estivo como en el período invernal.

Las granjas en confinamiento proyectadas con este sistema presentan una combinación exclusiva de ventilación a túnel que regula las temperaturas internas y la calidad del aire, manteniéndolas en sus valores deseados los 365 días del año, gracias a los adecuados sistemas de aislación y ventilación, las salas de confinamiento proyectadas de esta forma impiden el pasaje de calor solar en los meses estivos al interior de los mismos y la perdida de calor en los meses invernales.

A Continuación detallo cuadros de parámetros comparativos de ventilación y temperaturas óptimas que favorecen al bienestar animal.









Para completar este sintético documento me pareció oportuno ejemplificar este sistema constructivo a ventilación asistida, con una planta tipo de un Confinamiento a Ciclo Abierto, en este caso la producción termina en animales hasta 30 o 40 kg de peso (Salas de Destete), es decir faltaría para cerrar el ciclo, las instalaciones de Engorde o Terminación, pero se puede observar con claridad en el plano adjunto, la distribución de extractores, paneles de enfriamiento, difusores, cortinas y demás componentes que dan funcionalidad a este tipo de ventilación muy utilizada en países de alta producción porcina. 

 


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ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA


Guía práctica para saber si es rentable o no invertir en energía solar fotovoltaica 

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Inversión de paneles fotovoltaicos en viviendas
El crecimiento del a energía solar fotovoltaica es espectacular en todo el mundo, pero este crecimiento no es está traduciendo en la producción a pequeña escala para uso propio. No deja de ser paradójico pues producir y consumir en el mismo punto es lo más eficiente desde el punto de vista energético.

Para los no especialistas no es fácil saber si es rentable o no invertir en energía solar fotovoltaica construyendo nuestro propio sistema de generación, pues realmente se trata de una instalación cuyo funcionamiento no es fácil de entender. Iniciamos un primer artículo con el que trataremos de ir respondiendo a esta cuestión de forma sencilla. Nos centramos por ello en la economía de las instalaciones fotovoltaicas, para entender el diseño elaboramos muchos artículos más especializados (ver recopilación en Diseño con Energía Solar).

Los paneles solares han desplomado su precio desde 2008 y ahora son rentables en muchas aplicaciones. La cuestión es saber cuándo instalar paneles solares es la opción adecuada o no lo es, pues el público suele recibir información contradictoria y no es fácil tomar decisiones.  En países con alta cultura en energías renovables como Alemania es ya muy popular incorporar paneles fotovoltaicos a las viviendas como una fórmula de ahorro e inversión. Y es que los alemanes saben que los paneles que se instalaron hace 40 años en el país siguien aún funcionando y produciendo electricidad. Se busca sobre todo conseguir un grado de independencia respecto a las compañías eléctricas y disminuir el coste mensual de la electricidad, un problema que condiciona cada vez más la competitividad empresarial hasta el punto que hace inviables muchos negocios. Esta independencia puede ser del 20, 40, 60, 80 o 100 %. Lo más inteligente es buscar el % adecuado, que no tiene por qué ser del 100 % ni mucho menos. Todo ello dependerá de cuestiones como la tarifa local, pues por ejemplo en muchos países existen tarifas sociales a bajo coste y siempre puede interesarnos usarlas para disminuir el tamaño del sistema fotovoltaico y conseguir así reducir la inversión.

Otro punto a considerar en cualquier decisión son las políticas de apoyo a las energías renovables que encontramos en un número cada vez mayor. A nuestro juicio las más interesantes son las exenciones fiscales en el propio producto pues el beneficio es más rápido y simple.

Veamos primero los puntos clave que nos ayudarán a tomar la decisión correcta y luego la forma de calcular los ahorros que podemos conseguir de una manera bien clara y sencilla.

1. Radiación solar disponible: En función del lugar del mundo donde nos encontremos el beneficio va a ser mayor o menor. Los más interesantes son los países tropicales donde se obtienen grandes producciones, aunque latitudes templadas como el Mediterraneo son también idóneos pero con mayor fluctuación anual en la radiación obtenida.

En el siguiente mapa podemos ver la radiación solar disponible en las diferentes regiones del globo.


Mapa de adiación solar en kwh/m2d
La segunda cuestión es la disponibilidad de una superficie apropiada para colocar paneles. Para ello nos interesasn sobre todo tejados orientados al sur (en el hemisferio norte) y al contrario en el hemisferio sur.


2. Coste de la energía eléctrica: Las compañías eléctricas utilizan unos sistemas de tarificación tan complejos que realmente no se sabe muchas veces lo que nos está costando. Penalizan picos de consumo, cargan más en horas de mayor consumo y penalizan el factor de potencia entre otras cosas. Para calcular el coste exacto dividimos el número de kwh consumidos en un mes entre el importe total de la factura eléctrica. Si hacemos este cálculo en España obtendremos un coste de unos US $ 0,19 por kWh con las últimas subidas. Pero nuestros análisis en diferentes países indican que muchos segmentos de la población están pagando entre US $ 0,30 y 0,38 por kWh, y en algún caso hemos encontrado costes de US S 0.59 por kWh cuando lo suministran generadoras privadas. Si por problemas con la red tenemos que usar plantas eléctricas el coste es mucho mayor, pues una planta a plena capacidad obtiene energía con unos costes de US $ 50 - 65 por kWh, pero nunca utilizaremos esa energía completamente así que los costes serán mucho mayores.
3. Eficiencia energética de los equipos: Los equipos baratos consumen mucha energía y los costes de los que se usan con frecuencia son desproporcionadamente altos. Según nuestros cálculos en la mayoría de los casos lo más rentable de todo es eliminar esos equipos de mayor consumo cuanto antes. Veamos un ejemplo: Un equipo de aire acondicionado convencional puede tener una potencia de 1.800 vatios en las aplicaciones domésticas mientras que las tecnologías más eficientes pueden andar por 500 vatios. Como consecuencia de todo ello, un proyecto de energía solar fotovoltaica solamente es viable si trabajamos de forma simultánea tanto en eficiencia energética como en la construcción de nuestro sistema fotovoltaico.

4. Escalabilidad con sistemas híbridos: Si bien como hemos visto la rentabilidad de un proyecto fotovoltaico depende sobre todo de los costes locales de la energía, actualmente es ya muy interesante ir invirtiendo paulatinamente en energía fotovoltaica construyendo sistemas híbridos. Si utilizamos paneles fotovoltaicos de calidad y a buen precio, e invertimos también en baterías de plomo ácido de placa tubular iremos consiguiendo ahorrar energía con inversiones moderadas. Este sistema es bastante complejo ya que no es tan sencillo equilibrar la instalación, pero es una magnífica inversión si tenemos tejado suficiente para colocar paneles solares.

¿Qué cálculos tenemos que hacer para estudiar la rentabilidad de nuestro proyecto?

Para calcular la rentabilidad de nuestra inversión fotovoltaica tenemos que calcular dos cosas, la (1) rentabilidad de la inversión y (2)  si es más rentable sustituir equipos existentes de alto consumo. Respecto a los equipos existentes también hay que tener en cuenta que los motores batatos tienen unos picos de arranque de hasta ocho veces la corriente nominal por lo que se nos dispararía el tamaño del inversor. Si usamos motores eficientes estos picos son mucho menores o inexistentes.


Energía fotovoltaica para usos agrícolas

En cualquier caso proponemos dos herramientas de gran utilidad que nos ayudarán a tomar decisiones.

1. Cálculo de la economía del sistema votovoltaico.
La herramienta que presentamos a continuación permite realizar una valoración sencilla de la rentabilidad de instalar
  • Monthly electricity usage. Se introduce el consumo eléctrico mensual en kwh. Este valor se usará, junto con el promedio de horas de sol del sitio, para calcular la capacidad de potencia pico de un sistema fotovoltaico. También se usará para calcular el valor de la electricidad que se desplace instalando un sistema fotovoltaico
  • Grid Attachment cost. Valor de lo que costaría llevar la electricidad al lugar de la instalación en caso de que no esté disponible.
  • Electricity cost. Coste por kwh de la electricidad que compramos a la distribuidora.
  • Average daily sunlight hours. Aquí introducimos el número promedio de horas de sol que se reciben en un día. Este valor se usa, junto con el consumo de electricidad pico, para calcular la capacidad de potencia pico de un sistema fotovoltaico para cubrir nuestras necesidades.
  • Percentage of energy from battery storage. Porcentaje de energía utilizado con almacenamiento de batería.
  • PV System Peak Wattage Requirement. Requerimiento de vatios pico del sistema.
  • PV Sistem cost per peak watt ($$). El coste del sistema en número de dólares por wp.
  • PV System Yearly Expense. Gastos anuales del sistema. Normalmente serán muy pequeños, tan solo la sustitución periódica de la batería si no son de larga duración.
  • PV System Lifetime (years). Vida útil del sistema fotovoltaico. Podemos considerar 20 - 25 años como mínimo.
  • PV System Cost ($$). Coste total del sistema fotovoltaico.

La herramienta calcula el Displaced grid electricity cost. Coste de la energía que producimos si tuviésemos que comprarla a la distribuidora.

martes, 3 de mayo de 2016

VALVULAS DE EXPANSION SPORLAN





La Válvula de Expansión Termostática C8 Introducción Las Válvulas de Expansión Termostáticas son diseñadas para regular el flujo de refrigerante a evaporadores como respuesta al valor del recalentamiento. Pueden utilizarse en un rango amplio de aplicaciones  de A/A y refrigeración.
Características