12/03/2018

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Fernando Estellés

Memoria porciFORUM 2018 – Fernando Estellés

Fernando Estellés, Ingeniero Agrónomo y profesor titular de la Universitat Politècnica de Valencia, participó en porciFORUM 2018 con la ponencia “Climatización en granjas porcinas. ¿Por qué y cómo?”

Fernando Estellés es Ingeniero Agrónomo, con un Máster en Producción Animal y Doctor en Ingeniería Agronómica por la Universitat Politècnica de Valencia (España). Es profesor titular de la misma. Su docencia se centra en aspectos relacionados con los sistemas de producción ganaderos, los sistemas de alojamiento y el impacto ambiental de la ganadería. Actualmente participa en un proyecto destinado a la reducción del uso de antibióticos en producción animal a través de medidas de manejo, como la mejora de las condiciones ambientales.

 

LA IMPORTANCIA DE LA CLIMATIZACIÓN Y EL CONTROL AMBIENTAL

Uno de los factores de producción más relevantes, y sobre los que el ganadero dispone de un mayor margen de maniobra, es el control ambiental de las naves.

Mantener a los animales en unas condiciones óptimas desde el punto de vista del confort ambiental es fundamental, y no únicamente considerando el bienestar de los animales, sino también atendiendo a la mejora en factores sanitarios y productivos, así como a los impactos sobre el medio ambiente.

Tradicionalmente, hemos considerado el control de la temperatura como la clave para alcanzar unas condiciones óptimas en una granja.

Pese a que los cerdos son animales capaces de mantener estable su temperatura corporal en un cierto rango de temperaturas ambientales, este proceso tiene un coste energético para el animal, lo que lleva a incrementar los costes de producción.

Siendo conscientes de la gran importancia de la temperatura en el control ambiental, también sabemos que hay otros factores que participan de un ambiente óptimo, como la humedad del ambiente o, incluso, las corrientes de aire, que relacionaremos rápidamente con enfermedades respiratorias.

 

En los últimos años, la ciencia ha demostrado que la calidad ambiental, entendida como la concentración en el ambiente de polvo o de gases como el amoniaco (NH3) y el dióxido de carbono (CO2), también juega un papel muy relevante desde el punto de vista del confort de los animales, lo que lleva a implicaciones sanitarias y productivas.

Es por esto que, cuando pensamos en el diseño y funcionamiento del sistema de control ambiental de una nave, la estrategia no debe enfocarse únicamente en alcanzar las temperaturas y humedades óptimas para los animales, sino en mantener también una adecuada calidad de aire.

ENTONCES, ¿CÓMO CONSIGO UNA BUENA CLIMATIZACIÓN?

Para conseguir unas condiciones óptimas en el interior de la nave, se dispone de diversas herramientas, que se pueden clasificar en:

  • Ventilación
  • Aislamiento
  • Calefacción
  • Refrigeración

La ventilación es el factor más importante, dado que es crucial para el control de todos los parámetros mencionados anteriormente.

La calefacción y refrigeración tienen un impacto directo sobre la regulación de temperaturas, aunque también influyen en la humedad relativa.

Finalmente el aislamiento, que afectará únicamente al control térmico, tendrá unas implicaciones clave en las otras tres herramientas (fundamentalmente en la reducción del coste de calefacción y/o refrigeración).

Determinar las necesidades de ventilación (caudal, en m3/h) en una explotación ganadera es una tarea compleja dado que, como se ha visto anteriormente, el objetivo de la ventilación es múltiple (control de la temperatura, humedad y control de las concentraciones de CO2 y NH3 ).

Así, las necesidades de ventilación serán diferentes en función del parámetro que se desee controlar, por lo que es necesario establecer diferentes criterios de cálculo.

Por lo general, la ventilación máxima o de diseño se calculará en verano y estará determinada por las necesidades para controlar la temperatura en la nave.

En cuanto a los mínimos de ventilación, que se dan habitualmente en invierno, dependiendo del clima de la zona y del sistema de gestión de los purines, puede estar determinado por la humedad o por la calidad ambiental (concentración de gases y polvo).

Cuando calculamos las necesidades de ventilación máximas, tendremos que hacer un balance de calor sensible en nave, equilibrando las pérdidas y ganancias de calor sensible.

 

La principal fuente de calor en las explotaciones porcinas son los propios animales, pero no debemos despreciar tampoco la cantidad de calor que puede transmitirse a través de los cerramientos (paredes y cubierta), que varía en función de la temperatura exterior y la calidad del aislamiento de la nave.

Así, la ventilación nos ayudará a extraer el exceso de calor, siempre y cuando la temperatura en el exterior de la nave no sea superior a la de consigna, en cuyo caso necesitaremos instalar un sistema de refrigeración.

Este cálculo es el más importante desde el punto de vista del diseño de la instalación, porque nos permitirá dimensionar las entradas y salidas de aire.

Para establecer los mínimos de ventilación, de forma similar al caso anterior, el cálculo de las necesidades de ventilación para controlar la humedad en el interior de las naves se fundamenta en los balances de vapor de agua en las mismas.

Así, para conseguir establecer unas condiciones de humedad estable en la nave, es necesario equilibrar el balance entre pérdidas y ganancias de agua.

 

En este caso, el balance es más sencillo: las fuentes de humedad en la nave son los animales y su estiércol, mientras que la única vía de intercambio de humedad con el exterior de la nave se produce mediante la ventilación.

Así, el caudal de aire necesario para eliminar la humedad producida en la granja estará en función de la producción de humedad de los animales y sus deyecciones además de las humedades absolutas (gr H2O/m3 aire) del aire exterior e interior.

Finalmente, para eliminar el exceso de gases nocivos (CO2 y NH3) y partículas en la nave, será necesario determinar un caudal de ventilación apropiado, que será distinto para cada gas.

De igual forma que en el caso anterior, la producción de estos gases y partículas procederá de los animales y su estiércol y deberán ser eliminados a través de una correcta ventilación.

Existe una relación directa entre el sistema de gestión de deyecciones y la producción de gases nocivos.

Así, si reducimos al mínimo el tiempo de almacenamiento de los purines en las fosas, se producirán menos gases y necesitaremos un menor nivel de ventilación y, por tanto, de calefacción en la nave.

A la hora de diseñar una instalación de calefacción, debe tenerse en cuenta que las necesidades mínimas de ventilación, sea cual sea la temperatura en el exterior, no deben reducirse.

Será necesario utilizar tanta potencia de calefacción como sea necesaria para mantener la temperatura adecuada en la nave sin reducir la tasa de ventilación porque, de lo contrario, empeoraremos de forma drástica la calidad del ambiente, con el perjuicio que esto conlleva para los animales y trabajadores.

Deben evitarse los sistemas de calefacción en los que los gases de combustión (fundamentalmente el CO2) sean expulsados en el interior de la nave.

Estos sistemas pueden llevar a acumulaciones de gas muy por encima de las recomendaciones y perjudicar a los animales.

Si detectamos que el gasto en calefacción es excesivo es porque, probablemente, la instalación dispone de un mal aislamiento térmico y se pierde demasiado calor, fundamentalmente a través de la cubierta y posiblemente también de las paredes.

Un buen aislamiento (una capa de 5 cm de material aislante) en la cubierta puede reducir el gasto de la calefacción a una cuarta parte de lo que se requiere en una nave con la cubierta sin aislar.

El efecto en las paredes es más modesto pero importante en zonas con climas muy fríos.

Finalmente, a la hora de determinar las necesidades de refrigeración en una nave deben considerarse dos cuestiones clave:

  • La refrigeración con sistemas de paneles humidificadores (coolings) nunca funcionará si la ventilación de las naves es natural. En ese caso deberá decantarse por utilizar sistemas como los nebulizadores o foggers.
  • En zonas cálidas y húmedas los sistemas de refrigeración evaporativa (paneles y nebulizadores) no funcionan bien.

Esto último se explica porque estos sistemas se basan en humedecer el aire para reducir su temperatura, por lo que, si el aire ya está cargado de humedad, no se podrá humedecer más y el efecto sobre la temperatura será muy limitado.

¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES ERRORES DE LOS QUE APRENDER?

Diseñar y hacer funcionar la climatización en una granja no es una tarea nada sencilla.

No existen soluciones óptimas y, mucho menos, válidas para todas las zonas climáticas y realidades productivas.

Por ello es muy complicado realizar recomendaciones generales de lo que se debe hacer. Por el contrario, hay algunos errores relativamente habituales que siempre se deben evitar. A continuación, se muestra un pequeño listado:

  • Ventilar por debajo de las necesidades mínimas. Suele ocurrir en invierno en zonas frías y se detectan concentraciones de gases, humedad y partículas muy por encima de lo recomendado. La solución pasa por mejorar el aislamiento para evitar pérdidas de calor y por minimizar la producción de gases en el purín.
  • Sobredimensionar las instalaciones de refrigeración. Ocurre en zonas muy húmedas y cálidas en las que se observa que la refrigeración no funciona bien y se ‘huye hacia delante’ instalando más paneles o nebulizadores. No hay una solución rentable en estas zonas para reducir la temperatura en las naves, se debe optar por otras opciones como aumentar las corrientes de aire a nivel de los animales para ayudarlos a refrescarse.
  • Hacer un mal uso de las corrientes de aire. Tanto en invierno, creando corrientes frías, como en verano, reduciendo la corriente y su efecto refrigerante. Esto es causa de un mal diseño de las entradas y salidas de aire y la solución pasa por reformar la instalación.

 

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