Diseño del sistema de ventilación para una nave de pollos de engorde Serni Morera Vilanova New Farms La ventilación tiene por objetivo sustituir el aire del interior del alojamiento, que tiene unas determinadas características de humedad, temperatura, concentración de gases nocivos, etc., por otro aire procedente del exterior dotado de unas características diferentes y, en general, más apto para el desarrollo de los animales. La ventilación tiene como objetivo Aportar el oxigeno necesario para la respiración Eliminar los gases nocivos Rebajar la humedad relativa del aire Eliminar el exceso de polvo Mantener a las aves dentro de su temperatura de confort 6
El propósito principal de la ventilación es proporcionar un ambiente que permita a los pollos lograr un rendimiento óptimo en el crecimiento, la uniformidad y la eficiencia alimenticia, asegurando al mismo tiempo que la salud y el bienestar de las aves no se vean comprometidos Los objetivos de la ventilación están en función de la época del año en la que nos encontremos. En invierno la ventilación debe proporcionar la suficiente cantidad de aire para limitar los niveles de humedad relativa y de gases nocivos. La cantidad de aire que los pollos requieren para cubrir sus exigencias en oxígeno es menor que la requerida para retirar el exceso de humedad y gases nocivos. En verano la ventilación debe disipar del alojamiento el calor producido por los pollos, con el fin de que la temperatura percibida por los pollos esté lo más cerca posible de la temperatura de confort. En este caso la eliminación de la humedad y de los gases nocivos podríamos decir que es automática. Amoniaco Dióxido de carbono Monóxido de carbono Polvo Puede detectarse por olor a partir de 20 ppm >10 ppm dañará la superficie pulmonar >20 ppm incrementará la susceptibilidad a enfermedades respiratorias >50 ppm reducirá la tasa de crecimiento >3.500 ppm causa ascitis y es mortal en altas concentraciones 100 ppm reduce la fijación del oxígeno y es mortal en altas concentraciones Daña la mucosa del tracto respiratorio y aumenta la susceptibilidad a enfermedades Humedad Sus efectos varían con la temperatura. A >29 C y>70% de humedad relativa limita el crecimiento Tabla 1. Efectos de contaminantes comunes en el aire de la nave del pollo de carne. (Fuente: ROSS. MANUAL DE MANEJO DEL POLLO DE CARNE 2.010) 7
1 El sistema de ventilación debe cumplir los siguientes requisitos básicos Uniformidad en el reparto de aire La uniformidad significa que el aire a renovar en la nave se reparta por igual por todas las zonas del mismo evitando, de esta forma, zonas mal ventiladas 2 Adecuada velocidad del aire Los movimientos de aire influyen sobre el confort térmico de los animales ya que intervienen sobre las pérdidas de calor por convección. Sus efectos dependen de la temperatura ambiente, de la edad de los pollos, de la humedad del aire y, en menor cuantía, de la actividad de éstas. Adecuada versatilidad para ajustarse a los cambios climatológicos El sistema de ventilación debe adaptar los caudales en función de la climatología exterior (temperatura exterior, velocidad del viento etc.) 3 Sistema de ventilación mecánica con presión negativa Básicamente el sistema consiste en ventiladores con motor eléctrico que extraen el aire del interior del alojamiento y entradas de aire que dirigen el aire fresco al lugar donde deseamos que vaya. Los ventiladores, al extraer el aire del interior de la nave crean un vacio parcial o de presión negativa. La diferencia de presión empuja el aire fresco a través de entradas de aire al interior de la nave reemplazando al aire que extrajeron los ventiladores. Cuanto menor sea la presión negativa dentro del alojamiento, mayor será la velocidad del aire que entra en él Los ventiladores extraen el aire del interior de la nave creando una presión negativa 8
estanqueidad En las naves con sistema de ventilación por presión negativa la estanqueidad es una consideración esencial para la consecución de una buena y fiable la presión negativa. Esto significa que todas las grietas, agujeros, paneles mal ajustados y puertas deben estar herméticamente sellados, para garantizar que el aire sólo entra por donde se pretende, es decir, a través de las entradas de aire. VENTILADORES Lo primero que debemos tener en cuenta es el caudal máximo de aire que debemos instalar en la nave. Como mínimo debe ser de 130 m 3 /h por m 2 (Czarick, M. 2009). En España el caudal máximo se calcula entre 5 6 m 3 /h Kg PV. Cuando se calcula una ventilación en túnel el caudal máximo estará en función de la velocidad deseada del aire y de la superficie de la sección transversal de la nave. Para tener una adecuada versatilidad para ajustar el sistema de ventilación a los cambios climatológicos es mejor combinar la instalación de ventiladores de poco caudal (alrededor de 12.000 m3 / h) para la ventilación mínima con ventiladores de gran caudal (alrededor de 40.000 m3 / h) para la ventilación máxima. El emplazamiento de los ventiladores debe contribuir a obtener la uniformidad del reparto del aire en el interior de la nave Debido a la diferencia de presión el aire es forzado a entrar dentro de la nave para reemplazar al aire extraído por los ventiladores 9
criterios para seleccionar los ventiladores Como el caudal de los ventiladores varía en función de la presión estática a la que operan para obtener el caudal de aire calculado el caudal de los ventiladores se debe determinar como mínimo para una presión estática de 25 Pa (Czarick, M. 2009) En primer lugar debemos tener en cuenta la relación del precio de los ventiladores con los materiales que están fabricados los ventiladores y su calidad. En segundo lugar debemos tener en cuenta la eficiencia energética (W / 1.000 m 3 / h). Este ratio nos informa de la potencia eléctrica que emplea un ventilador determinado para extraer 1.000 m 3 / h. Este ratio nos ayuda a seleccionar los ventiladores mas adecuados para mantener los costes operativos al mínimo. Caudal en m 3 / h 0 Pa 20 Pa 40 Pa 60 Pa Eficiencia W / 1.000 m 3 / h 44.800 41.000 36.000 29.500 36,9 Tabla 2. Características de un ventilador con transmisión por correa entradas de aire el aire entra en la nave a través de las entradas de aire que tienen como misión dirigir el aire fresco hacia donde queremos que vaya. el diseño y emplazamiento de las entradas de aire es de lejos el factor más importante para mantener un correcto control ambiental de las naves de pollos. 5ºC 10ºC 15ºC 20ºC Imagen 2. Flujo que debe seguir el aire durante la ventilación mínima y de invierno (Czarick, M. 2009) 10
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Mas del 80% del diseño del sistema de ventilación es el diseño adecuado y la distribución de las entradas de aire, tal vez 20% o menos es la distribución de los ventiladores (Czarick, M. 2009) El aire entra en la nave a través de las entradas de aire que tienen como misión dirigir el aire fresco hacia donde queremos que vaya. El diseño y emplazamiento de las entradas de aire es de lejos el factor más importante para mantener un correcto control ambiental de las naves de pollos. La distribución de las entradas de aire debe asegurar la uniformidad en el reparto del aire fresco en toda la nave. Para ello debemos asegurarnos de que la nave es estanca y que el aire solo entra a través de las entradas de aire. Como norma general la superficie de entrada de aire debe ser de 1 m 2 por cada 12.000m 3 /h de capacidad de extracción de los ventiladores (Czarick, M. 2013). En ventilación mínima y de invierno las entradas de aire deben dirigir el aire hacia la parte más alta de la nave para atemperar el aire frio que entra del exterior y mantenerlo alejado de los pollos el mayor tiempo posible. Las entradas de aire también 40ºC se deben 40ºC 35ºC 30ºC 25ºC 20ºC 20ºC Imagen 3. Foto térmica de una nave de pollos en la que se ve el acondicionamiento adecuado del aire y cuando entra en la nave (Czarick, M. 2013) 12
Para facilitar que el aire que entra en la nave haga el circuito deseado, las entradas de aire se den instalar lo más cerca posible del techo. El techo debe ser completamente liso y libre de obstáculos Si en el techo hay vigas u otros obstáculos el aire puede colisionar contra ellos, cambiar de dirección y caer rápidamente sobre las aves sin tener tiempo de atemperarse enfriando a los animales y provocando condensaciones en la cama. Para evitar estos efectos negativos en estas situaciones lo ideal es instalar guías de aire encima de las entradas para dirigir el flujo de aire de forma que el aire no colisione con dichos obstáculos. Imagen 4. Incorrecto flujo de aire al entrar en la nave. El aire al chocar contra las vigas cae rápidamente hacia el suelo. 33ºC 32ºC 27ºC 30ºC 28C Imagen 5. Foto térmica de una nave de pollos en la que se ve el acondicionamiento adecuado del aire y cuando entra en la nave con vigas vistas. Las entradas de aire están dotadas de guías de aire que dirigen el flujo de aire de forma que este no choca con las vigas (Czarick, M. 2013) 13
Sistema de ventilación mecánica con presión negativa 12.5 Pa 10 Pa 5 Pa Sin presión negativa 12m de ancho Imagen 6. Ejemplo de cómo diferentes presiones negativas del alojamiento afectan a la dirección en la que entra aire en una nave de 12 metros (Longley, M. 2014) La dirección en la que el aire entra en una nave está vinculada con la presión negativa (velocidad del aire cuando entra en la nave), al diseño de la nave, al diseño de entrada y al tamaño de la abertura. Si las entradas de aire están demasiado abiertas el aire puede caer demasiado pronto encima de los animales enfriándolos en exceso. Sin embargo, si las entradas no están abiertas suficientemente aumenta la presión negativa en la nave y la velocidad del aire en la entrada. Cuando el aire entra demasiado rápido en la nave no se mezcla con eficacia con el aire del interior y no se atempera, cae aun demasiado frio encima de los animales y puede provocar condensaciones en la cama. Para evitar todos estos problemas la velocidad del aire en la entrada debe ser la adecuada, en función del ancho de la nave, y constante Para conseguir este objetivo la abertura de las entradas de aire será proporcional a la cantidad de aire que extraen los ventiladores en cada momento. 15
Aunque las entradas de aire pueden gobernarse mediante temperatura o mediante porcentaje el mejor sistema es el control de la presión negativa. En las tablas siguientes se muestran recomendaciones de las presiones negativas y velocidades del aire en la entrada recomendadas por varios autores. El mejor sistema es el control de la presión negativa Ancho de la nave (m.) 10-10,0 12-12,5 14-15,0 15-17,5 18-20,0 Presión negativa recomendada para lograr la correcta velocidad y dirección del aire (Pa) Ancho de la nave (m.) Presión negativa (Pa) Velocidad del aire en la entrada (m/s) 10,0-8,0 3,50 12,0-10,0 4,00 15,0-20,0 5,00 18,0-26,0 6,35 21,0-37,0 7,50 24,0-24,0 8,00 Tabla 3. Relación entre el ancho de la nave y la presión negativa necesaria para lograr la correcta velocidad y dirección del aire. (Longley, M. 2014) Tabla 4. Guía de referencia para naves de diferente ancho, para determinar la velocidad de aire requerida en las entradas de aire y presión negativa para correcto flujo de aire en una nave de pollos. (COBB. Guía de Manejo del Pollo de Engorde) Debemos tener siempre presente que la medición de la presión negativa y la velocidad del aire en la entrada son formas indirectas de asegurar el flujo correcto del aire en el interior del alojamiento. Por tanto es necesario comprobar dicho flujo mediante pruebas de humo durante la puesta en marcha de la instalación y siempre que se observen fallos o imprevistos en el funcionamiento del sistema de ventilación 16