09 diciembre 2012

Técnicas para la ventilación y calefacción de recintos con animales (1ª PARTE)


En las instalaciones modernas para ganado frecuentemente se incluyen recintos que albergan a los animales más jóvenes y sensibles, para ellos es importante una correcta ventilación. Ejemplos de pequeños recintos con problemas de ventilación críticos incluyen las granjas porcinas y habitaciones para maternidades, recintos para terneros lactantes diseñados para aislar terneros jóvenes de las vacas lecheras adultas, y edificios para pollos pequeños. En todos estos ejemplos, los ventiladores de extracción de grado granja más pequeños disponibles están ampliamente sobredimensionados para la ventilación invernal.

Un recinto para ganado de pequeño tamaño es difícil de ventilar. El volumen pequeño de aire en una habitación es muy sensible a cambios en la tasa de ventilación, suministro de calor y a una distribución de aire no controlada. Estos problemas se hacen más críticos por la falta de ventiladores lo suficientemente pequeños.

Otro factor de complicación es que muchos recintos con animales jóvenes solamente mantienen una parte del calor que se requiere durante el invierno. Por lo tanto, el uso de termostatos para controlar la tasa de ventilación no es fácil ya que los edificios albergan animales que son cada vez más grandes, y ello hace que la interacción con los controles de calefacción son más críticos.

Consideremos, por ejemplo, un recinto de cría para lechones de destete. Un grupo de 50 – 60 lechones, con un peso promedio de 7 kg, están destetados y se mueven a un recinto acondicionado  en enero. La tasa mínima de ventilación para este grupo es sólo de 50 lechones x 0,4 l/s = 20 l/s. Sin embargo, en julio deben manejarse 50 – 60 cerdos con un peso promedio de 25 kg. Esto requeriría una tasa de ventilación máxima de 50 x 16 l/s = 800 l/s. Esto supone que en ventilación la tasa de ventilación será 40 veces la de invierno.

La ventilación de verano es fácil de obtener pues la mayoría de los fabricantes proporcionan ventiladores que extraen alrededor de 800 l/s. Pero muy pocos son capaces de transmitir de forma fiable 20 l/s. No obstante, en los últimos tiempos, la implantación de los variadores de frecuencia puede solucionar este problema.

Otro problema es que la entrada de aire convencional no trabaja bien en invierno. El caudal pequeño de aire frío y fresco falta en el momento necesario para mezclarse apropiadamente y circular con el aire del recinto. En vez de eso, el aire frío más denso, desplaza el aire caliente hacia arriba, y enfría a los animales jóvenes.

El sistema de ventilación y calefacción ideal para pequeños recintos tendrá las siguientes características:
  • Una ventilación continua para el clima de invierno con capacidad de ser ajustada de acuerdo con la población de animales, olores y humedad.
  • Control automático de las tasas de ventilación intermedias basado en la temperatura del recinto, y preferiblemente enclavado con la calefacción.
  • Un ventilador de verano con regulación variable y alta capacidad, controlado por termostato.
  • Una entrada de aire fresco integrado con un ventilador de recirculación canalizado, para asegurar una mezcla de distribución uniforme y adecuada de aire fresca; y
  • El sistema debe ser compatible con la calefacción, de forma que la calefacción se reduce cuando la ventilación se incrementa.  Esto es especialmente importante en pequeñas maternidades donde los animales producen una parte muy pequeña del calor necesario.

Ventilación de invierno

Los criterios a aplicar en el proyecto son los siguientes:

  1. Ventilador pequeño de velocidad simple: Estos ventiladores son ideales pero no es fácil conseguir equipos para los requerimientos que se necesitan en una granja que puedan ser ajustados para estos pequeños recintos.
  2. Ventilador de dos velocidades, multi-velocidad o velocidad variable.
  3. Operación de ventilador intermitente: Esta alternativa puede ser interesante y para ello utilizaremos un interruptor horario con tiempos ajustables en periodos de 3 – 7 minutos para conseguir una tasa de ventilación efectiva. Sin embargo, esto produce modelos de caudal de aire erráticos, excesivas fluctuaciones de temperatura y aire a contracorriente en la habitación a través de la admisión durante los periodos en los que el ventilador está apagado.
  4. Restricción de la salida del ventilador: Esto se consigue eligiendo un ventilador de extracción que estará solamente sobredimensionado en un 50 – 60 % e instalando una caja de estrangulamiento con apertura ajustable desde la habitación. La apertura (usualmente una simple válvula deslizante) se ajusta por ensayo y error. Hay un elemento de riesgo aquí – el motor puede sobrecalentarse si la válvula se cierra demasiado.
  5. Ventilador más grande dando servicio a varios recintos: En cada habitación se ajusta una válvula deslizante para equilibrar el caudal en el conducto. Un cambio en el ajuste de la válvula deslizante en una habitación altera la ventilación en las otras habitaciones, por lo que es necesario realizar algunas pruebas. Una vez se consigue el equilibrio la válvula se ajustará al mínimo.
  6. Intercambiador de calor sirviendo varios recintos. Una variación del sistema anterior utiliza un intercambiador de calor para precalentar aire a una zona común.
  7. Sistema de recirculación/extracción de combinación: Este sistema supera la mayoría de los problemas esbozados arriba con respecto a obtener una tasa de ventilación ajustable, fiable y correcta en cada recinto. Además proporciona una recirculación controlada del aire del recinto para mejorar la mezcla del aire y eliminar la estratificación de temperatura. También proporciona bastante capacidad de aire de entrada para automáticamente manejar los requerimientos de ventilación máximos de verano.

Combinación de sistemas de extracción/recirculación

La figura con la que abrimos este texto figura muestra un sistema combinación de extracción combinación para recintos ganaderos. En principio, el ventilador de recirculación 1 sirve para dos propósitos, recirculación y ventilación 1 por pasos. Si este ventilador está un poco sobredimensionado no es problema ya que velocidad puede controlarse manualmente con el control 10.

El aire caliente presurizado en el conducto 2 sale a través de los huecos 3, además hacia el exterior a través de la válvula deslizante 4. La parte del caudal de aire que escapa a 4 determina la tasa de ventilación del paso 1.

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