Maximizar el beneficio: INSTALACIONES. Caspe, mayo 2005 JOSE MIGUEL CIUTAD

Transcripción

1 Maximizar el beneficio: INSTALACIONES Caspe, mayo 2005 JOSE MIGUEL CIUTAD 1

2 BIENESTAR ANIMAL (Farm Animal Welfare Council) Ausencia de enfermedades y lesiones Ausencia de dolor y de estrés intenso o duradero Nutrición adecuada Confort térmico y físico Posibilidad de que el animal exprese las conductas propias de la especie 2

3 Producción porcina: EQUILIBRIO La producción porcina se fundamenta en un adecuado equilibrio de: GENETICA NUTRICION SANIDAD MANEJO INSTALACIONES Las INSTALACIONES contribuyen a lograr un estado de BIENESTAR ANIMAL: cuando un animal sano ha cubierto todas sus necesidades vitales podrá DESARROLLAR al MAXIMO su POTENCIAL PRODUCTIVO.. 3

4 FACTORES para lograr el ESTADO DE BIENESTAR Satisfacer las necesidades de agua y alimento NECESIDADES BASICAS Adecuadas condiciones ambientales CONFORT CLIMATICO Disponibilidad de espacio físico y suelo adecuado CONFORT FISICO Tamaño del lote, cantidad de comederos, etc. CONFORT SOCIAL Buenas condiciones de higiene y sanidad ESTADO SANITARIO 4

5 5

6 OBJETIVOS en REPRODUCCION (lechones destetados/cerda y año) Partos por año Lechones nacidos vivos por parto Mortalidad en maternidad Lechones destetados /cerda y año OBJETIVOS Mínimo Potencial 2,25 2,5 10,7 > 12,8 7% 7 % 22,4 29,7 6

7 OBJETIVOS de PRODUCCION: MAX GMD MIN IT Mortalidad destete/sacrificio Terminados/año y cerda Kilos carne producidos por hembra y año Indice de conversión (de 8 a 105 kg) Indice de conversión global Potencial 4 28, < 2,5 < 2,9 7

8 OBJETIVO de CRECIMIENTO Edad (días) 21 Peso standard (Kg) 6,6 Peso real (Kg) Peso standard Peso real Por qué las diferencias? ,5 10, ,5 21,5 25,5 30 8

9 INSTALACIONES: climatización Las INSTALACIONES contribuyen a lograr un estado de BIENESTAR ANIMAL: cuando un animal sano ha cubierto todas sus necesidades vitales podrá desarrollar al máximo su potencial productivo. CLIMATIZACION es: VENTILACION CALEFACCION REFRIGERACION Y aislamiento térmico 9

10 CLIMATIZACION: Temperaturas ZONA OPTIMA Tipo de animal Peso (kg) Temperatura MINIMA Temperatura MAXIMA Temperatura Recomendada Lechones C Crecimiento (1ª fase) a 26 C Crecimiento (2ª fase) a 22 C Cebo (1ª fase) C Cebo (2ª fase) C Cerdas lactación a 22 C Cerdas en gestación (jaula) a 22 C Cerdas en gestación (grupo) a 22 C Machos a 20 C Para no exceder las TEMPERATURAS MAXIMAS es preciso instalar SISTEMAS de REFRIGERACION especialmente en GESTACION (en el entorno de CUBRICION) y en la zona de alojamiento de los MACHOS. 10

11 Temperatura efectiva Mc Farlane (SUIS, n 12) Temperatura efectiva = Temperatura del aire ± efectos térmicos Efectos térmicos NEGATIVOS: Slats Velocidad del aire Refrigeración Efectos térmicos POSITIVOS: Cama de paja o viruta Mantas en el suelo Fuentes de calor radiantes 11

12 Zona de CONFORT: TCi y TCs 12

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14 CLIMATIZACION: Temperaturas Comentarios: El mejor termómetro son los animales Las sondas deben estar BIEN situadas y limpias. 14

15 CLIMATIZACION: VENTILACION Tabla Necesidades de ventilación (m 3 /h y animal) Peso (Kg) MÍNIMOS (invierno) MÁXIMOS (verano) Lechones (transición) 6 1,8 10 Lechones (transición Lechones (transición) 15 4,5 30 Lechones (transición) CEBO CEBO CEBO Cerdas gestantes Verracos Cerda en lactación Hasta 15 kilos de peso se establece un mínimo de ventilación de 0,3 m 3 /h por kilo de peso 15

16 CLIMATIZACION: VENTILACION Pérdidas de calor por EVAPORACIÓN (calor LATENTE) Calor necesario para la EVAPORACION del AGUA que se produce por vía respiratoria. Las cantidades de vapor de agua producidas por cerdo y hora (H), a 20ºC de temperatura ambiente, se detallan en la tabla siguiente en función del peso vivo (P) de cada animal. P (kilos) H (g/h)

17 CLIMATIZACION: VENTILACION Pérdidas de calor por CALOR SENSIBLE El CALOR SENSIBLE se pierde a través de la superficie corporal por: RADIACION CONDUCCION CONVECCION P (kilos) Cs (wat/animal) Cs (Kcal/h/animal)

18 CLIMATIZACION: VENTILACION EJEMPLO: NECESIDAD de la VENTILACIÓN para eliminar el AGUA PRODUCIDA por los animales. Nave de 800 cerdos de 20 Kg de peso Volumen de la nave: 600 m3 Temperatura interior: 20ºC HR interior: 65%, Para estas condiciones de Ti y de HRi cada m3 de aire tiene 11,5 g de agua La nave va a recibir 800 cerdos x 60 g/h y cerdo = g de agua/h = 48 litros/h SI NO EXISTE VENTILACIÓN el aire se saturará, A 20ºC el aire saturado puede contener 17,7 g/m3, por lo que su capacidad de absorción de agua será de: 600 x (17,7-11,5) = g de agua/h = 3,72 litros/h Como el aporte es de 48 l/h, tendremos un exceso de 48-3,7 = 44,3 l/h, esto es de litros por día. Por tanto: Tendremos los animales con una humedad del 100%, el agua en exceso se condensará y empezará a gotear por el edificio (con el consiguiente deterioro del mismo) Es necesario VENTILAR para evacuar el agua producida y para mantener la humedad relativa interior dentro de unos límites tolerables. 18

19 VENTILACION para CONTROLAR la HUMEDAD RELATIVA (invierno) En invierno se trata de eliminar el exceso de vapor de agua. El caudal de aire a renovar se calcula mediante la fórmula: V = H Hi He Donde: V = caudal de aire a renovar, en m3/h por animal H = vapor de agua a extraer, en gramos/h = Vapor de agua producido por animal Hi = gramos de agua por m3 del aire interior = gramos por m3 del aire saturado x HR en tanto por uno. He = gramos de agua por m3 de aire exterior = gramos por m3 del aire saturado x HR en tanto por uno. CONTENIDO en VAPOR de AGUA (gr/m 3 ó gr./kg.) del aire en función de la temperatura para una Humedad Relativa = 100% (HUMEDAD ABSOLUTA) Temperatura HA (gr/m 3 ) 2,15 3,26 4,89 6,86 9,52 12,99 17,71 23,70 31,69 HA (gr./kg.) 1,60 2,47 3,78 5,40 7,63 10,60 14,70 20,00 21,20 19

20 Ejemplo: Calculemos la ventilación necesaria en una sala de transición en la que se alojan 800 animales de 20 kg. Considerando que Te = 2 ºC HRe = 85% HA a 2 C = 5,6 g/m3 Ti = 20 ºC HRi = 70% HA a 20 C = 17,7 g/m3 Con una HRi del 70%, el peso del vapor de agua contenido será de 0,70 x 17,7 = 12,4 g/m3 A la temperatura de 2 ºC el aire saturado tiene 5,6 g de agua por m3, por lo que con una HRe del 85%, el peso del vapor de agua contenido será de 0,85 x 5,6 = 4,76 g/m3 V = 0,7x17,7 g 60 g / h / m3 0,85x5,6 g / m3 = 7,85 m3/ h Como puede verse en la TABLA de NECESIDADES de VENTILACION el valor establecido en la misma es de 8 m3/h y animal, muy similar al calculado. Para temperaturas exteriores más bajas será preciso DISMINUIR los valores de la tabla. 20

21 VENTILACION para ELIMINAR el CALOR PRODUCIDO por los animales (Verano) En verano el problema esencial es evitar una elevación excesiva de la temperatura dentro del edificio y utilizar la ventilación para eliminar las calorías producidas por los animales. Cuando la temperatura exterior es inferior a la deseada dentro del edificio la ventilación necesaria puede calcularse con la siguiente fórmula: V Q = 0,3x( ti te) Donde: V = Ventilación a aplicar (en m 3 /h) Q = Cantidad de calor a extraer del edificio (en Kcal/h) 0,3 = Calor específico del aire (Kcal consumidas para elevar 1 m 3 de aire 1ºC (ti-te) = Diferencia de temperatura entre el aire interior y el aire exterior. 21

22 VENTILACION para ELIMINAR el CALOR PRODUCIDO por los animales (Verano) Cuando la temperatura exterior es próxima o superior a la temperatura deseada en el interior del edificio, la anterior fórmula no tiene sentido. Además es preciso eliminar las ganancias de calor a través de techos y paredes; una vez más vemos que aislar térmicamente los edificios es necesario, en invierno para minimizar las pérdidas de calor a través de los cerramientos, en verano para minimizar las ganancias de calor. En ese caso se debe enfriar el aire admitido o vaporizar agua en el interior del edificio. 22

23 VENTILACION para ELIMINAR el CALOR PRODUCIDO por los animales (Verano) El equilibrio térmico lo tendremos cuando se cumpla la siguiente igualdad: Donde: Qa + Qt + Qs = 0,3 x V x T2 N x Cs + Σ (K x S) x T1 + S x 20 = 0,3 x V x T2 Qa = Calor aportado por los animales Qt = Calor transmitido a través de techos, paredes, ventanas, etc. Qs = Calor aportado por la radiación solar = Superficie de la cubierta x 20 (en los edificios orientados en la dirección Este- Oeste. N = Nº de animales Cs = Calor sensible T1 = Diferencia de temperatura entre el interior y el exterior T2 = Diferencia de temperatura entre el aire a la salida del sistema de enfriamiento y la temperatura del aire de salida = 3 C Sx20 = Calor aportado por la radiación solar a las 12 horas solares (momento de mayor intensidad solar 23

24 VENTILACION para ELIMINAR el CALOR PRODUCIDO por los animales (Verano) Ejemplo: Nave de gestación de 500 madres, de 80x12 metros. T e = 34 ºC y HR e = 30% Los valores resultantes de T i y HR i dependen de la eficacia del sistema de enfriamiento. Se pueden alcanzar valores de: T i = 27 ºC y HR i = 65% La cubierta de chapa está aislada mediante 25 mm de espuma de poliuretano (K = 0,69), las paredes laterales son de fábrica de bloque de hormigón de 20 cm hasta una altura de 60 cm (K = 1,49) y por encima del muro de bloque se dispone de una cortina de tela de nylon de 1,8 m de altura (K = 5) N x Cs + Σ (K x S) x T1 + S x 20 = 0,3 x V x T2 24

25 APORTE ANIMALES Nº Cs Total Total calor sensible % GANANCIAS por transmisión S K t SK T Techo , Pared exterior 96 1, Paredes extremos 72 1, Cortinas Perímetro 184 1, Total ganancias transmisión % RADIACION SOLAR % CARGA TOTAL % Volumen de aire a extraer Volumen por cerda 390 El valor obtenido (390 m3/h por animal) coincide con los volúmenes recomendados en la tabla de necesidades de ventilación. Si la nave está mal aislada las ganancias por transmisión pueden duplicarse lo que obligaría a aumentar los volúmenes de extracción entre un 10 y un 20 %, lo que también repercutirá en que se deberá incrementar la superficie del panel evaporativo. 25

26 CALCULO VENTILACION: La tabla de NECESIDADES de VENTILACION se ha realizado teniendo en cuenta las producciones de calor latente y sensible de los animales Ventilación INVIERNO: Eliminar calor latente Debe atender las necesidades MINIMAS de los animales más pequeños Ventilación VERANO: Eliminar calor sensible Se calcula para las necesidades MAXIMAS Cuando: T ext > T int > T des se necesita refrigeración. 26

27 Ejemplo de cálculo: Sala TRANSICION con 800 lechones Peso inicial: 6 kilos Peso final: 20 kilos Ventilación INVIERNO Necesidades MINIMAS: 800 x 1,8 = m 3 /h 800 x 8 = m 3 /h Ventilación VERANO Necesidades MAXIMAS: 800 x 10 = m 3 /h 800 x 40 = m 3 /h Sería conveniente instalar 4 extractores de m 3 /h El caudal mínimo unitario es del orden de un 20%, esto es, m 3 /h En invierno podríamos tener un exceso de ventilación si se trabaja con más de 1 extractor durante la primer semana (1.600>1.440) 27

28 CLIMATIZACION: VENTILACION Sistema de ventilación a elegir Gestación Maternidad Tipo ventilación NATURAL FORZADA Invierno Verano Invierno y verano Machos Transición Cebo Invierno Invierno y verano Invierno y verano Verano (T> 30 C) 28

29 VENTILACION NATURAL ORIENTACION NAVE: en principio Este-Oeste AUTOMATIZAR entradas y salidas de aire: N de sondas (L nave > 40 m: 2 sondas Motor-reductores con batería 29

30 30

31 VENTILACION FORZADA GESTACION y CEBO: TUNEL (con sistema de refrigeración) MATERNIDAD Extracción lateral o por chimeneas TRANSICION Extracción lateral o por chimeneas 31

32 Extracción por chimenea y lateral 32

33 Ventilación tipo TUNEL Principios básicos Velocidad entrada aire > 4,5 m/s Velocidad aire interior nave > 2 m/s En una nave con 60 m2 de sección transversal se necesita un caudal de extracción de 120 m/s = m3/h (12 extractores de m3/h) En caso que el aire se enfríe a la entrada pasando por paneles de celulosa: Velocidad paso del aire < 1,5 m/s Por cada m3/h se necesitan del orden de 6 m2 de panel evaporativo 33

34 CLIMATIZACION: VENTILACION TUNEL Con este sistema de ventilación lo fundamental es conseguir una correcta VELOCIDAD del AIRE A NIVEL de los animales Se debe hacer un intercambio de todo el volumen de la nave cada 0,75-1,5 minutos, con una velocidad del aire en la sección de la nave de 2-2,25 m/s 34

35 Ventilación TUNEL 35

36 VENTILACION TÚNEL + REFRIGERACION en CLIMAS CÁLIDOS 36

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39 Ventilación TUNEL + refrigeración: Diseño de la entrada 1,5 m/s 4,5 m/s Cortina con contrapesos 39

40 Velocidad entrada aire (después de pasar por los paneles evaporativos) Anchura Nave (metros) Depresión (mm c.d.a.) VELOCIDAD ENTRADA (m/s) 10 0,75 3,5 12 1,25 4,5 14 1, ,75 5,

41 CLIMATIZACION: CALEFACCION Cuando T exterior < T deseada el calor sensible producido por los animales es utilizado para compensar las pérdidas de calor del edificio, calentar el aire que es introducido por la ventilación y en evaporar el agua a extraer del edificio. Una nave estará en equilibrio térmico cuando los APORTES de calorías sean iguales a las PERDIDAS, si el aporte de los animales no es suficiente para compensar las pérdidas será preciso disponer de un sistema de calefacción. 41

42 CLIMATIZACION: CALEFACCION El EQUILIBRIO lo tendremos cuando: n Cs + Qc = 0,6H+{(ΣKS) + 0,3V} t N =Nº de animales Cs =Calor sensible en Kcal/h y animal Qc =Calor aportado por la calefacción 0,6 =Calor de vaporización del agua = 0,6 Kcal por gramos de agua H =Masa de agua a evaporar (gramos/hora) (Σ KS) =Pérdidas por paramentos (Kcal/h y ºC) V =Volumen o caudal de ventilación t =Diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la nave 42

43 CLIMATIZACION: CALEFACCION El APORTE CALÓRICO es la suma de: las calorías aportadas por los animales (n Cs) las calorías aportadas por la calefacción (Qc) Las PERDIDAS CALÓRICAS resultan principalmente de: las pérdidas a través de paredes y techos {(KS)} las pérdidas por ventilación (0,3V) El calor preciso para evaporar el agua de las deyecciones (en caso de que no existan suelos emparrillados), el agua perdida en bebederos y el agua de lavado 43

44 CLIMATIZACION: CALEFACCION Cuanto mejor aislada esté la nave mayor podrá ser la diferencia de temperatura ( t), gradiente térmico, entre el interior y el exterior. t = ( ncs + Qc) Σ( KS ) + 0,3V 44

45 CLIMATIZACION: CALEFACCION Es necesaria la calefacción en naves de CEBO? Ejemplo: Nave de 80 x 12 para plazas de cebo Situación A Peso inicial: 20 kilos Temperatura exterior: 0 C Situación B Peso: 50 kilos Temperatura exterior: 0 C 45

46 Es necesaria la calefacción en naves de CEBO? Ventilación MIN (m 3 /h) Cs (Kcal/animal) Pérdidas transmisión (ΣKS), por C de T T exterior T interior Aporte CALOR SENSIBLE Pérdidas transmisión Pérdidas ventilación CALEFACCION (Kcal/h necesarias) % REDUCCIÓN de la ventilación sin CALEFACCION: Qué pasará con temperaturas por debajo de 0 C? A % B % 46

47 CLIMATIZACION: CALEFACCION Tipo de calefacción Potencia instalada Ventajas Inconvenientes Suelo radiante de AGUA CALIENTE: Mantas de hormigón, de aluminio o de material plástico 250 wat/ud Buena distribución de calor y, en algunos casos, continua. El gas, en general, tiene un precio más barato que la electricidad Los lechones prefieren las placas o mantas de material plástico sobre las de aluminio y hormigón. La regulación no es fácil, no todas las placas tienen la misma temperatura. Inversión elevada Pérdidas de energía en la caldera y en el transporte del agua caliente. Dependencia de una caldera Suelo radiante ELECTRICO: Mantas de hormigón polímero o de fibra de vidrio 125 wat/ud. Buena distribución de calor Buena regulación Fácil instalación Elementos independientes Menor consumo energético, aunque el coste del Kw/h suele ser alto. El sensor no debe desconectar la calefacción, para evitar tener un suministro discontinuo. El precio del Kw/h debe ser como máximo un 40% del precio del m3 del gas propano. Suelo radiante ELECTRICO: Nuevas mantas 55 wat/plaza Suministro de calor continuo Buena distribución de calor Buena regulación El precio del Kw/h debe ser como máximo un 75% del precio del m3 del gas propano. 47

48 Lámparas infrarrojas eléctricas MATERNIDAD 250 wat/plaza Suministro continuo de calor Inversión reducida Facilidad de instalación Para 3-4 primeros días Mala distribución del calor Consumo elevado El foco irradia calor a la madre Lamparas infrarrojos a gas 600watt/plaza Suministro continuo de calor Inversión reducida Facilidad de instalación Mala distribución del calor Mala regulación El foco irradia calor a la madre Suelos radiantes TRANSICION 35 wats/plaza Buena distribución del calor Regulación complicada. Dependencia de una caldera. La losa debe ocupar un 30% del área del local Salas más sucias Tubos Delta TRANSICION 40 wats/plaza Adecuados en caso de entrada de aire mediante techo perforado. Proporcionan calor seco Regulación complicada Dependencia de una caldera 48

49 Aerotermos (generadores de aire caliente de 12 Kw), AGUA CALIENTE TRANSICION 40 wats/plaza Buena distribución del calor Buena regulación Proporcionan un calor seco Permiten un piso 100% enrejillado Dependencia de una caldera Aerotermos a GAS TRANSICION, CEBO, GESTACION 40 wats/plaza Buena distribución del calor Buena regulación Piso 100% enrejillado Consumen oxígeno A utilizar en salas de más de 400 lechones Criadoras a gas TRANSICION y CEBO 30 wat/plaza Economía de instalación Consumen oxígeno Riesgo de incendios 1 watt = 0,864 Kcal/h 49

50 CLIMATIZACION: VENTILACION Cómo ventilar?: OBSERVAR los animales Conocer cómo funcionan los sistemas de regulación Vigilar la correcta apertura de las entradas Velocidad entrada aire > 3,5 m/s Procurar que el aire entre a través de pasillos en los que se pueda calentar o enfriar. 50

51 CLIMATIZACION: VENTILACION Ideas básicas: Huir de los sistemas sofisticados: en las granjas NO trabajan astronautas. Cuando se trabaja con ventilación forzada es preciso disponer de: GRUPO ELECTROGENO SISTEMAS de ALARMA 51