Principio físico de funcionamiento de la refrigeración por nebulización en avicultura
El principio por el cual se rige este sistema de enfriamiento es por el cambio de estado del aire. De manera esquemática lo podemos ver en el siguiente dibujo.
Mirándolo de una manera más técnica en el diagrama psicométrico veremos el comportamiento del aire. Las flechas indican que tomando un aire a 34ºC con una humedad del 30%, si este aire le aumentamos la humedad hasta el 80%, obtenemos una temperatura de 26ºC.
Por el contrario si tomamos un aire igualmente a 34ºC pero con una humedad del 50% y le aumentamos dicha humedad igualmente hasta el 80% obtendremos una temperatura de 28ºC.
Podemos decir que la reducción de temperatura depende principalmente de la humedad a la que se encuentre el aire a refrigerar o, en otras palabras, de la capacidad del aire para absorber agua
Refrigeración por boquillas vs Cooling
Es en este punto donde se complica el control de la refrigeración por boquillas, ya que debemos suministrar al aire la cantidad de agua que sea capaz de absorber. El principio físico de refrigeración es el mismo que el del panel “cooling”, con la misma capacidad de enfriar aunque, en panel “cooling”, el control es mucho más fácil ya que el aire, al pasar a través del panel, “absorbe” el agua de manera limitada. En el caso del panel cooling solo nos preocuparemos de que la velocidad del aire a través del panel sea la correcta para obtener el máximo rendimiento.
Componentes necesarios para la refrigeración por boquillas
Como queremos que el aire absorba agua, debemos suministrarla al aire de forma que sea fácil de absorber.
Cuanto más pequeña sea la gota -más niebla- mejor será la absorción de esta agua y más aumentaremos la humedad del aire que es lo que nos interesa
Bomba de presión
La bomba de presión debe darnos el caudal de agua que el aire va a absorber a la presión necesaria para que la boquilla pulverice el agua adecuadamente.
Boquillas o nebulizadores
La boquilla es la responsable de hacer que la gota de agua sea lo más pequeña posible. Cuanto más pequeña sea la gota, más fina es la “niebla” y el aire absorbe mejor el agua suministrada, por tanto el rendimiento del sistema de refrigeración será mejor.
Circuito de agua a presión
Disposición de las líneas de refrigeración según tipo de ventilación. El aire entrante debe absorber toda el agua pulverizada por nuestro sistema, por lo tanto, siempre las boquillas se colocarán sobre las entradas de aire.
Control
En una nave avícola es el ordenador de clima quien debe controlar la refrigeración. Este control se realizará en base a:
Control proporcional
Sabemos que la temperatura durante el día va subiendo de la misma manera que la humedad va bajando, por lo tanto debemos ir aportando agua al aire a medida que la humedad de este vaya bajando. Hay que ir aportando agua de manera proporcional.
Conexión: Por temperatura
Si la temperatura supera la temperatura de consigna, se conectará el sistema de refrigeración
Desconexión: Por temperatura y/o por humedad
Si la temperatura de la sala desciende por debajo de la temperatura de refrigeración, esta se parará. Si la humedad supera la humedad de corte de la refrigeración, el sistema de refrigeración debe pararse, de lo contrario solo aumentará la humedad en la nave sin descenso de la temperatura.
Es imprescindible disponer de este sensor ya que cuando la humedad de la nave exceda los límites seleccionados, debemos parar la bomba de refrigeración.
Para aportar agua de manera proporcional la forma más sencilla es por ciclo de tiempo modular, que explicamos a continuación con el siguiente ejemplo:
Nivel de humedad de paro refrigeración
Normalmente se suele poner una humedad máxima admisible del 80%. Superado este nivel, el sistema de refrigeración se para. Particularmente recomiendo poner como máximo 70% ya que la combinación humedad y temperatura ya se hace bastante insoportable al llegar al 70%.
Hoy en día algunos ordenadores de control de clima no esperan a llegar a la humedad de corte para parar la refrigeración, sino que sobre el 5% de HR antes de llegar a la humedad de corte ya empiezan a reducir el tiempo de marcha de la bomba de refrigeración, consiguiendo un control más uniforme de la temperatura y humedad dentro de la nave.
Ejemplo de funcionamiento registrado
En este registro podemos ver lo que pasa el día 19 de la crianza.
- Temperatura seleccionada de la sala: 26ºC
- Temperatura de confort o banda: +2ºC
- Temperatura de conexión refrigeración: +1,8ºC (26,2+2+1,8=30)
- Temperatura exterior: Línea verde 37,4ºC
- Humedad interior: Línea roja 55%
- Temperatura máxima obtenida en la sala: 30,9ºC
- La línea azul turquesa indica la demanda de la refrigeración 20%.
Obsérvese como la demanda aumenta a medida que aumenta la temperatura de la sala proporcionalmente a base de pequeños ciclos. La temperatura se mantiene y la humedad no aumenta.
Obsérvese en este registro de 7 días como a pesar de la temperatura exterior (línea verde) cada día la refrigeración (línea turquesa) controla la temperatura (línea azul oscuro) sin incrementar la humedad (línea roja).
A tener en cuenta…
Calcular bien la relación aire/agua. Caudal de aire en m3/h x 0,005 = litros/hora de agua a aportar. Al conocer los litros/ hora que necesitaremos, podemos determinar el tamaño de la bomba y el número de boquillas p.e.
Debemos refrigerar un caudal de 250.000 m3/h.
La cantidad de agua a aportar será de 250.000m3/h * 0,005 = 1250 l/h.
La bomba requerida será de 1250 l/h/60 = 20,8 l/min.
Número de boquillas (calibre 0,3 = 6,3 l/h): 1250 / 6,3 = 198 boquillas.
Distancia de cualquier objeto a la boquilla nebulizadora
Dependerá de la distancia de la niebla producida por la boquilla. Normalmente entre 1,5 y 2 m.
Nota: Los datos aquí expuestos son orientativos y pueden variar según los equipos utilizados y de la humedad relativa en la zona donde nos encontremos.
Área donde todavía el aire no ha absorbido el agua
En esta zona no debería haber ningún obstáculo (cables, tubos, etc) ya que se produciría un goteo de agua al chocar la niebla de la boquilla con el obstáculo en cuestión.
Distancia entre boquillas.
Depende del calibre de la boquilla pero nunca una distancia menor de 0,8 m entre ellas.
Calidad del agua.
Suele ser el causante de la mayoría de los problemas. Conviene llevarla a analizar antes de realizar la instalación ya que puede ser inadecuada para este sistema de refrigeración. También es recomendable añadir un líquido inhibidor para evitar la cal en las boquillas.
Atranque de boquillas.
Varía mucho según la calidad del agua y del calibre de la boquilla. Como hemos podido ver cuanto más pequeño es el calibre de la boquilla menor es el tamaño de la gota y más rendimiento da el sistema pero, en contrapartida un calibre más pequeño esta más expuesto a embozarse. El calibre más recomendado hoy por hoy en avicultura sería el de 0,3 ya que su rendimiento es casi como la boquilla de 0,2 pero se atranca bastante menos.
La presencia de camas húmedas es el gran miedo de muchos técnicos en producción avícola, pero si atendemos a ciertos factores no tendremos problemas:
- Calcula bien la cantidad de agua a aportar
- Ajustar un sistema de control proporcional correctamente
- Instalar un sensor de humedad para evitar el exceso de esta
- Las válvulas anti-goteo funcionan correctamente
- El agua es de una calidad aceptable
- Hacer el mantenimiento adecuado entre crianzas