Sistemas de refrigeración por nebulización en naves

Publicado el 06/14 | por Lluis Puig | Equipos

El calor fluye entre cuerpos según gradiente (de cuerpos calientes a cuerpos fríos) mediante tres mecanismos: conducción (por contacto directo), radiación (mediante ondas electromagnéticas, las cuales no requieren de medios materiales para su transmisión) y por convección (a través de un medio de transferencia, líquido o gaseoso).

 

Una elevada concentración de animales, como ocurre en las granjas modernas, supone una elevada producción de calor. En invierno la situación no suele suponer demasiados problemas, pues el gradiente con el exterior permite que este calor se disipe de forma adecuada. Incluso a veces de forma demasiado rápida, de forma que se hace necesario instalar sistemas de calefacción.

Pero, no pasa lo mismo en verano, cuando el gradiente de temperatura entre el interior de la granja y el exterior puede incluso llegar a invertirse. En estas condiciones cuesta mucho disipar el calor producido por los animales, así corremos el riesgo que estos sufran un choque de calor si superamos su temperatura máxima de confort. Es por este motivo que se instalan sistemas de refrigeración: para asegurar que la temperatura en el interior se mantenga por debajo de un máximo fijado.

Se  instalan sistemas de refrigeración para asegurar que la temperatura en el interior se mantenga por debajo de un máximo fijado.

 

Sistema Cooling y Nebulizadores

Tradicionalmente, con densidades bajas y moderadas era suficiente con la ventilación. Una corriente de aire no sólo renovaba el aire en términos de composición (se llevaba la humedad y el dióxido de carbono, para traer más oxígeno con el aire limpio) sino que por el mecanismo de convección se refrescaba lo suficiente el ambiente. Sin embargo, con las densidades de trabajo actuales y climas calurosos como el nuestro se han hecho necesarios sistemas más sofisticados de refrigeración, como son coolings y nebulizadores.

El sistema cooling basa sus principios en hacer pasar el aire proveniente del exterior a través de una cortina de agua fresca que se mantiene gracias a un sistema de celdillas de cartón. Al pasar el aire a través de la cortina, este pierde calor que se transfiere al agua. De esta forma se rebaja la temperatura del aire dentro de la nave.

En cambio, los sistemas de nebulización basan su funcionamiento en el calor latente de evaporación. Para el paso de estado líquido a gas se necesita de un calor extra, aparte del necesario para subir la temperatura del agua a la temperatura de evaporación. Por lo que al evaporar agua en la superficie de un cuerpo este cuerpo pierde más temperatura que si sencillamente la dejáramos calentar encima de él y luego la retiráramos. Este mecanismo es la base de un sistema fisiológico bien conocido: la sudoración. Sudando disponemos agua caliente sobre la piel lista para evaporarse, de forma que cuando se evapora nos refrescamos.

 

Micronebulizadores

Considerando este principio se introdujeron en su momento duchas breves para unos animales que no son capaces de sudar: los cerdos. El cerdo se mojaba brevemente y se iba a buscar un lugar donde secarse para conseguir refrescarse. Así se conseguía refrescar a los animales, a la par que se mejoraba su higiene pues no tenían que revolcarse en sus heces para refrescarse. Pero este sistema no es práctico para la cría avícola. Si mojáramos las aves con duchas seguro perjudicaríamos en gran medida la cama, con todos los problemas que esto lleva asociado.

En este sentido se desarrollaron los micronebulizadores: sistemas de nebulización que, mediante boquillas de pequeño diámetro (0,2-0,3 mm) y altas presiones (60-100 bar), producen nebulizaciones con microgotas (10 micrómetros de diámetro). Estas gotas son tan pequeñas que se disuelven en el aire sin llegar a mojar las superficies. De esta forma conseguimos eliminar calor del aire mediante el sistema del calor latente de evaporación, sin perjudicar la calidad de la cama.

 Micronebulizadores: sistemas de nebulización que, mediante boquillas de pequeño diámetro (0,2-0,3 mm) y altas presiones (60-100 bar), producen nebulizaciones con microgotas (10 micrómetros de diámetro).

 

Sin embargo, estos sistemas cuentan con limitaciones:

La capacidad del aire de absorber el agua micronebulizada depende de su contenido en humedad (humedad relativa). Si el ambiente está muy húmedo, poca agua podremos disolver en él. Es más, la bajada de temperatura que consigamos con la micronebulización será menor cuanto más húmedo sea el ambiente.

Es importante considerar estas limitaciones para evitar que el sistema acabe funcionando mal (mojando cama y animales sin bajar la temperatura). Además, hay que considerar que la percepción del calor depende también de esta humedad relativa. Sobra señalar que el calor se hace mucho más insoportable en ambientes húmedos. Así que con calor y humedad relativa alta usar este sistema puede ser contraproducente.

 

Otro punto a tener en cuenta es que los micronebulizadores no pueden estar activos de forma continua. Si descargáramos microgotas en el ambiente de forma continua llegaríamos al límite de la capacidad de la masa de aire para absorberlas, de forma que el agua acabaría mojando las superficies. Es por este motivo que los nebulizadores funcionan por ciclos: después de un breve tiempo de descarga el micronebulizador debe detenerse para permitir que el agua se disuelva en el aire y se evapore. Una vez disuelta y evaporada, si la humedad relativa no es excesiva ya puede ponerse en marcha de nuevo el micronebulizador. Además, operando el sistema de forma cíclica no sobrecargamos de trabajo a la bomba de alta presión.

 » los nebulizadores funcionan por ciclos: después de un breve tiempo de descarga el micronebulizador debe detenerse para permitir que el agua se disuelva en el aire y se evapore»

 

En cualquier caso el consumo de estos sistemas, tanto de agua como de electricidad, es relativamente bajo. Su mantenimiento es sencillo. Y sólo requieren asegurar que la calidad del agua sea suficiente para evitar depósitos en los circuitos que pudieran embozarlos. Así pues como con los aparatos de cooling debemos asegurar un pH suficientemente bajo que evite que se deposite la cal, además de garantizar la seguridad sanitaria del agua para evitar que diseminemos enfermedades a través del sistema.

 

Las consideraciones a tener en cuenta en la instalación del sistema son:

  • disponer de un flujo suficiente de agua para alimentar todas las boquillas que se abran a la vez, lo cual no es difícil considerando el bajo consumo
  • disponer de un sistema que garantice suficiente presión (60-100 bar) y disponga de un tamaño de boquilla lo suficientemente pequeño (0,2-0,3 mm) para generar las microgotas (10 micrones)
  • constatar que las condiciones ambientales no sean adversos a la eficacia del sistema: con un 50% de humedad relativa podemos bajar la temperatura de 5 a 10ºC, pero con un 90% sólo la bajaremos 1-2ºC. Lo ideal es trabajar con temperaturas de entre 26 y 45ºC y con humedades relativas entre el 40 y el 80%
  • disponer de una fuente de agua de calidad, que no trasmita enfermedades a los animales y no acabe embozando el sistema por depósitos de cal en el circuito

 

 

 

 

 

 

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