Los sistemas de refrigeración de naves avícolas que utilizan paneles evaporativos o paneles de cooling llevan ya muchos años utilizándose en España, son, como otros muchos sistemas que se utilizan (calefacciones, control, ventilación) importados de la experiencia en otras aplicaciones industriales.
Su funcionamiento se basa en la evaporación de agua al paso del aire a través de ellos, el aire al “coger” el agua que está en el panel, la evapora, y para que esto ocurra, es necesaria cierta energía, energía que desprende el aire en modo de pérdida de calor o temperatura, esto es enfriándose.
El principio de funcionamiento es el mismo que los sistemas de nebulización a alta presión o foggers, pero la gran diferencia con estos es que el aire a su paso por el panel solo cogerá el agua que pueda, dependiendo de su velocidad, temperatura y humedad relativa.
Pero la que no pueda, se quedará en el panel, esperando por más aire para enfriarlo, mientras que en los sistemas de nebulización el agua que no sea evaporada por el aire, caerá sobre los animales y la cama, con las consecuencias desastrosas que ello conlleva.
El uso de paneles evaporativos se ha extendido mucho en los últimos 10 años, al ser muy indicado para sistemas de ventilación tipo túnel en naves avícolas, y ser este el tipo de nave más demandado y construido en la actualidad, aunque también puede ser utilizado en naves con ventilación tipo transversal.
Como ya hemos comentado, la capacidad de enfriamiento, aparte de las características técnicas que por construcción tengan los paneles y que trataremos más adelante, dependerá fundamentalmente de la velocidad del aire, temperatura y humedad relativa de éste.
Por ello su uso es más indicado al ser mucho más eficientes en climas cálidos y secos, como todos los sistemas de refrigeración basados en la evaporación de agua.
La influencia de los tres factores fundamentales para el funcionamiento de los paneles evaporativos es:
Velocidad de aire
Debe ser controlada, por dimensionamiento constructivo del sistema de ventilación para que nunca sea más de 1,6 – 1,7 metros por segundo en paneles de 15 cm de espesor y 1,2 – 1,3 metros por segundo en paneles de 10 cm de espesor.
Velocidades de aire superiores a estos valores no producen mejor rendimiento pues el aire no tendrá tiempo para recoger y evaporar más agua, por el contrario, provocarán arrastres de agua sin evaporar en forma de salpicaduras.
Temperatura de aire
Al tratarse de un sistema de refrigeración, normalmente se utilizará con temperaturas de aire elevadas, y aquí existe una relación directa, cuanta mayor sea la temperatura del aire, mayor capacidad tiene este de evaporar agua, perdiendo energía y enfriarse. Por tanto, a mayor temperatura mayor efectividad.
Humedad relativa del aire
Es el valor fundamental que nos proporcionará una mayor o menor efectividad de los paneles evaporativos.
Siendo la relación al contrario que la temperatura, esto es, a mayor humedad relativa del aire, menor capacidad de que el aire absorba y evapore más agua, pues está ya “cargado” con mucha. Por tanto, a mayor humedad relativa, menor efectividad.
Este sistema es muy indicado para climas cálidos y secos como el nuestro. Normalmente una temperatura elevada de aire va asociada a una baja humedad relativa del aire, pues a más temperatura el aire se dilata, bajando su densidad y así mismo su humedad relativa.
En zonas tropicales, donde el clima predominante es alta temperatura con alta humedad relativa, no es aconsejable la utilización de sistemas de refrigeración basados en la evaporación del agua.
Diseño constructivo de los paneles evaporativos
Pasemos ahora a describir el diseño constructivo de los paneles evaporativos, que de forma generalizada para la avicultura (existen otros tipos de paneles evaporativos en diferentes sistemas industriales) clasificamos en dos tipos según el material de construcción:
- Paneles de celulosa
- Paneles de plástico bien en Polipropileno (PP) o en Cloruro de Polivinilo (PVC).
PANELES DE CELULOSA
Los primeros paneles evaporativos que se inventaron y se utilizaron para la refrigeración de naves avícolas fueron de celulosa, y a día de hoy se siguen comercializando.
Cierto es que con el paso del tiempo se han mejorado mucho, y sobre todo se han aumentado de espesor, pues el espesor de los primeros paneles era de 10 cm y ahora la práctica totalidad de los sistemas que se instalan es con paneles de 15 cm.
Ventajas
La celulosa tiene la ventaja de que es un material que se empapa de agua, al estar hechos de microfibras de celulosa, tiene mucha capilaridad y hace que el material de por sí, absorba agua, y dado el diseño en forma de canales que conforman el panel, hace que haya una gran superficie de material húmedo frente al paso del aire, lo que proporciona una elevada capacidad de evaporación del agua.
Desventajas
Esta capacidad de absorción de agua y empaparse que tiene la celulosa, por el contrario, es una desventaja cuando llega la hora de dejar de funcionar, pues los paneles permanecerán húmedos y enfriando el aire bastante tiempo después de que sea desconectado el sistema de bombeo de agua, cuando ya no es necesario.
Así mismo, los paneles de celulosa, al ser la celulosa un material frágil, no pueden ser limpiados, y son bastante delicados, en zonas donde la dureza del agua sea elevada (cal, minerales, etc.).
Esta se quedará depositada en los paneles, pues el aire solo evaporará el agua y todo lo que esta lleve disuelta permanecerá en el panel, acumulándose y depositándose, haciendo que los paneles disminuyan de rendimiento muy rápidamente y teniendo que ser sustituidos en un período breve de tiempo.
Al no poder ser limpiados estos depósitos, llegan a ocluir totalmente el paso del aire, provocando grandes pérdidas de presión de ventilación, de por si ya elevadas debido al diseño de los canales ( laberinto ) del panel. Este tipo de paneles son además bastante sensibles a las radiaciones ultravioletas del sol, y la exposición prolongada a este provoca que la superficie se vaya deteriorando paulatinamente.
PANELES EVAPORATIVOS FABRICADOS EN PLÁSTICO
Los paneles evaporativos fabricados en plástico, ya sean en polipropileno (PP) o cloruro de polivinilo (PVC) tienen una peor fama histórica en nuestro país, debido a que los primeros paneles fabricados en plástico, eran como en la celulosa, de 10 cm de espesor, y tenían un rendimiento muy inferior a los paneles de celulosa, en torno a un 35%.
Por lo que en las ocasiones que se sustituían unos por otros para evitar los problemas de la celulosa, aparecían carencias de refrigeración cuando más necesario era esta, pues solo se cambiaban unos paneles por otros, sin aumentar su cantidad para compensar el menor rendimiento.
Hoy en día, los paneles de plástico han cambiado mucho, y con la estandarización de el espesor de 15 cm han aumentado mucho de rendimiento.
Su funcionamiento se basa en hacer discurrir el agua por gravedad y hacerla que se divida en gotas lo más pequeñas posibles, para ser evaporadas por el aire con mayor facilidad, llegando a tener un rendimiento de tan solo un 6 – 8% menor frente a los paneles de celulosa.
Esto siempre comparando paneles nuevos, por ejemplo, en paneles de polipropileno, para una temperatura de exterior de 30ºC y una humedad relativa de 35% el efecto de enfriamiento es de solo 1,5ºK menor que en la celulosa.
Ventajas
Por el contrario, los paneles de plástico, tienen una gran robustez estructural de fabricación, y por ello, pueden ser limpiados, pudiéndose quitar facialmente todos los depósitos minerales, suciedad, plumas, etc., que se irán depositando con el paso del tiempo y el funcionamiento.
Es más, mientras que los paneles de celulosa empiezan a perder efectividad desde el primer momento que son usados, por los minerales y suciedad que se va depositando en ellos, los de plástico, aumentan ligeramente, debido a que los depósitos superficiales de minerales y suciedad se empapan de agua, reteniendo ligeramente más frente al paso del aire, en un efecto similar a la celulosa.
Por forma constructiva, los canales de los paneles de plástico, presentan mucha menor resistencia al paso del aire, la pérdida de presión de carga es de un 25-30% menor que en la celulosa, por lo que necesitaremos menor cantidad de ventiladores para conseguir una misma velocidad de paso de aire.
Hoy en día, los plásticos utilizados para la construcción de paneles tienen protección frente a los rayos ultravioleta (UV) del sol, y eso unido a la posibilidad de ser limpiados y mantenidos en estado óptimo, hacen que sean mucho más longevos en el tiempo, y debido a que el material de fabricación de los paneles de plástico no se empapa de agua como en la celulosa al no ser poroso, los paneles se secan muy rápidamente una vez se decide que no es necesario su funcionamiento, sin prolongarse su efecto más de lo deseado.
El resto del sistema de paneles evaporativos
El resto del sistema de paneles evaporativos, también ha ido evolucionando con el paso del tiempo. Los sistemas más utilizados hoy en día permiten bloques de paneles de hasta 30 metros de longitud y 3 metros de altura, con una sola bomba de agua, teniendo un marco superior que proporciona una buena distribución del agua en la parte superior de los paneles sin provocar goteos y pérdidas por la parte delantera o trasera de este, marcos laterales para la sujeción de los paneles, y un marco inferior que soporta todo el sistema, y que además incluye el depósito de agua, donde caerá todo el agua que ha atravesado los paneles de arriba abajo y no ha sido evaporada, todo ello fabricado en materiales resistentes a la humedad y rayos UV.
El sistema se completa con una bomba de agua que cogerá el agua del depósito inferior y lo bombeará al marco superior para ser repartida, una entrada de agua con un regulador de nivel, que deberá tener presión y caudal suficiente para que en los días más calurosos no se llegue a vaciar el depósito por efecto de la alta evaporación.
Un bloque de paneles evaporativos de 18 metros de largo x 1,8 metros de alto puede llegar a evaporar fácilmente hasta 6000 litros de agua en una tarde muy calurosa con pollos grandes en nuestro país.
Es recomendable además, la instalación de un salida de purga en la salida de la bomba de agua, sobre todo en zonas de agua con dureza elevada.
Cuando evaporamos el agua, la cal se quedará en los paneles y gran parte será arrastrada por el agua hacia el depósito inferior, haciendo que el agua que está allí, tenga cada vez más mineral disuelto, por lo que se recomienda que al menos un 10% de agua que se recircule, se tire a un desagüe, para reducir la cantidad de cal y minerales disueltos en el agua del sistema.
Por último, tendremos que contar con un ordenador que controle el sistema, y unas sondas que lo regulen, los sistemas de refrigeración de paneles evaporativos son muy potentes, y necesitan ser utilizados con mesura.
Es necesario que sean puestos en funcionamiento poco a poco en combinación con la velocidad del aire, y se vaya regulando su capacidad en función de la sensación térmica que van teniendo los animales, pues es muy fácil pasarse y provocar el efecto contrario al que queremos.
