Ventiladores pequeños de velocidad variable funcionando continuamente vs Ventiladores grandes temporizados
El propósito de la ventilación mínima es introducir pequeñas cantidades de aire frío (limpio) en una nave y calentarlo tanto como sea posible antes de que baje al suelo, y así no se enfriarán las aves y se maximizará el potencial de secado de la cama del aire entrante.
Tradicionalmente, los avicultores utilizan el sistema de ventilación mínima en base a la “presión negativa”.
Figura 1. Ventilación en granja avícola
En un sistema de presión negativa, los extractores extraen aire dela nave, lo que hace que la presión dentro de éste sea más baja que fuera.
Cuando la presión es más baja dentro de la nave que en el exterior, el aire fresco entrará en la nave para igualar la baja presión creada por los extractores de aire.
Figura 2. Presión estática negativa en función de la abertura disponible- con ventilador de 17.000 m3/h-
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¿Por qué es deseable una presión negativa?
Hay principalmente dos razones por las que es deseable una presión negativa.
Primero, cuando un extractor de aire crea una presión negativa, el nivel de la presión estática será básicamente el mismo toda la nave (Imagen 3).
Esto significa que no importa lo lejos que esté una entrada de aire con respecto al extractor de aire, la diferencia de presión entre el interior y el exterior de una nave será la misma.
Si todas las entradas de una nave se abren con la misma abertura, el aire entrará por todas las entradas a la misma velocidad, por tanto, el caudal de aire que entrará por cada una de las entradas será el mismo, sin importar dónde estén ubicadas en la nave. Esto es muy importante porque significa que en un sistema de presión negativa que funcione correctamente, todas las aves de una nave recibirán la misma cantidad de aire fresco independientemente de lo lejos que estén de un extractor de aire.
Figura 3. Uniformidad de la presión negativa y la velocidad de entrada de aire en una nave que utiliza ventilación por extracción.
En segundo lugar, al controlar el nivel de presión negativa, el avicultor puede controlar la velocidad a la que el aire entrará en la nave.
Cuanto mayor sea la presión estática, mayor será la velocidad. Cuanto menor sea la presión estática, menor será la velocidad (Figura 4).
Figura 4. Velocidad de entrada de aire en las trampillas en función de la presión estática
¿Por qué es importante el control sobre la velocidad del aire?
El control sobre la velocidad del aire entrante también es importante porque nos permite decidir cómo se mueve el aire una vez que entra a la nave.
Si el aire entra a la nave lentamente (baja presión negativa), el aire frío, pesado y húmedo que entra tenderá a caer rápidamente al suelo.
Pero si el aire entra con velocidad en la nave (alta presión negativa) se puede dirigir a lo largo del techo lejos de las aves y donde el aire caliente tiende a acumularse.
Cuanto más tiempo permanezca el aire frío moviéndose por el techo, más se calentará antes de bajar al nivel del suelo (Figura 5).
Figura 5. Circuito del de aire deseado durante el clima frío
Igual de importante, cuanto más tiempo permanezca el aire entrante en el techo, más seco será, y por tanto, mayor será la cantidad de humedad que extraerá de la nave. Esto es así debido al hecho de que la capacidad del aire para retener humedad es aproximadamente el doble por cada aumento de temperatura de 11 °C.
¿Por qué usamos ventiladores grandes que funcionan con un temporizador de intervalos en lugar de usar ventiladores más pequeños que funcionan constantemente?
Una pregunta común en ventilaciones mínimas por presión negativa es ¿por qué usamos ventiladores grandes que funcionan con un temporizador de intervalos en lugar de usar ventiladores más pequeños que funcionan constantemente?
Por ejemplo, para sacar de la nave la humedad producida por 30.000 pollitos de seis días de edad, en un día frío de invierno (4,4 °C/50% de humedad relativa), se necesita extraer aproximadamente 5.100 m3/h (Tabla 1).
Tabla 1. Caudal y tiempos de ventilación mínimos para eliminar la humedad de las aves y mantener una humedad relativa interior en el 50%. (Ventilaciones mínimas determinadas usando la aplicación Poultry411. Considerando un clima exterior = 4,4 °C / 50% Rh).
¿Por qué usamos ventiladores grandes que funcionan con un temporizador de intervalos en lugar de usar ventiladores más pequeños que funcionan constantemente?
¿No sería más simple (y mejor) usar un solo ventilador de 46 cm de diámetro que extraiga 5.100 m3/h o incluso un ventilador de velocidad variable de 60 cm de diámetro (con caudal de 10.200 m3/h) funcionando al 50% de velocidad, en lugar de usar un par de ventiladores de 91 cm de diámetro (17,000 m3/h) temporizados dentro de ciclos de cinco minutos?
Para conseguir una presión estática de 25 pascales, es necesario una capacidad de extracción de aproximadamente 1.274 m3/h por cada 0,093 m3 de apertura.
Por lo tanto, un ventilador de 0,46 m de diámetro solo requiere un total de 0,372 m2 de apertura de entrada (5.097 m3/h, es decir 1.274m3/h por cada 0,093 m2 de apertura).
Aunque, en teoría un ventilador más pequeño que funcione continuamente habría una temperatura y una calidad del aire más constantes en la nave, la razón principal por la que no podemos usar un ventilador más pequeño es que las naves avícolas simplemente no son lo suficientemente cerradas para hacerlo.
Si el área de apertura es mayor, la presión será menor y es posible que el aire fresco no entre con la velocidad suficiente para moverse a lo largo del techo lo suficiente como para calentarse adecuadamente antes de bajar al nivel de las aves.
Peor aún, si la sección de apertura disponible para un extractor es tan grande que el extractor es incapaz de generar una presión negativa, entonces solo las aves en las inmediaciones de las trampillas cercanas del ventilador recibirán aire fresco cuando el ventilador esté funcionando. Una abertura de entrada de 0,372 m2 no es mucho en relación con el tamaño de una típica nave moderna.
Por ejemplo, la mayoría de los avicultores considerarían que una nave donde se puede obtener una presión negativa de 50 pascales con un solo ventilador de 1,22 metros de diámetro (con todas las entradas de aire cerradas) es bastante hermética.
Pero, en realidad, habría aproximadamente 0,84 m2 de «grietas» distribuídas por todo la nave, más del doble de la abertura que necesitaba un ventilador de 0,46 m de diámetro.
Con 0,84 m2 de entrada de aire, un ventilador de 0,46 m de diámetro solo generaría una presión negativa de aproximadamente 2,5 pascales.
Para que un ventilador de extracción de 0,46 m de diámetro se use para ventilaciones mínimas, la presión generada con todas las entradas cerradas debería estar muy por encima de 25 pascales (por ejemplo, 37 – 50 pascales) de modo que cuando se abrieron las entradas y disminuyó la presión, se pudo mantener una presión estática de aproximadamente 25 pascales.
Para obtener una presión estática de 50 pascales con un ventilador de 0,46 m de diámetro, una nave necesitaría tener menos de 0,19 m2 de “grietas”, lo cual es prácticamente imposible incluso en la nave cerrada mejor construida de 152 m x 12 m.
Desde un punto de vista práctico, si un extractor de aire no es capaz de generar una presión de al menos 37 pascales en una nave cerrada, sería poco aconsejable usarlo para ventilaciones mínimas de invierno.
Otro posible problema, en naves grandes con extractores pequeños usados en ventilaciones mínimas, es la distribución del aire fresco.
A una presión estática de 25 pascales, aproximadamente 765 m3/hora entrarán por una única trampilla de aire de 1,07 metros de largo, abierta 5 centímetros.
Entonces, si suponemos que todo el aire extraído por un único ventilador de 46 centímetros entra por las trampillas de la nave, sólo se necesitarían siete trampillas.
El problema es que se está suponiendo que la nave es perfectamente hermética, lo que nunca ocurre.
Incluso si una nave fuera lo suficientemente hermética para conseguir una presión estática de 37 pascales con un solo ventilador de 46 centímetros de diámetro, todavía habría una cantidad significativa de aire entrando a través de las grietas.
De hecho, aproximadamente la mitad del aire que entra en una nave con un ventilador de 46 centímetros de diámetro funcionando, entraría a través de las grietas, lo que significa que en la práctica sólo se necesitarían tres o cuatro trampillas.
Tres o cuatro trampillas en una nave de 152,4 metros, causarían dramáticas diferencias en la calidad del aire y la temperatura a lo largo de la nave.
En la mayoría de los casos, se necesita 18,3 m3/ hora o más de la capacidad de extracción por cada metro cuadrado de la nave para generar suficiente presión negativa que produzca un circuito de aire entrante correcto.
Un circuito de aire entrante correcto sería en el que se pueda mantener una presión de alrededor de 25 pascales con la mayoría de las trampillas de la nave abiertas 5 centímetros.
Por ejemplo, si se pudiera obtener una presión estática de 50 pascales en una nave cerrada de 152,4 metros x 12,2 metros con un par de extractores de 91 centímetros de diámetro funcionando que sacan 33.980 m3/h (18,3 m3/ hora por cada metro cuadrado de la nave), estos datos indicarían que hay 0,84 m2 de sección de grietas.
Suponiendo que 1.274 m3/hora entrarán a través de 0,093 m2 de abertura de entrada a una presión de 25 pascales
(las grietas son como trampillas), esto significaría que aproximadamente 11.553 m3/h de los 33.980 m3/h de aire fresco entrarán a través de las grietas de la nave y el resto, 22.426 m3/h, entrarán a través de las trampillas.
Si la nave tiene trampillas de aire de 1,07 metros de largo, abiertas 5 centímetros (765 m3/hora), esto significaría que podrían usarse aproximadamente 30 trampillas (1,07 metros de largo, abiertas 5 centímetros) con dos extractores de ventilación mínima de 91 centímetros de diámetro (Tabla 2).
Tabla 2. Abertura de las 30 trampillas con varios tamaños de extractores en ventilación mínima en una nave cerrada de 152,4 metros x 12,2 metros
Si una nave de 152,4 metros x 12,2 metros fuera excepcionalmente cerrada y se pudiera obtener una presión de 42 pascales con un sólo extractor de 91 centímetros de diámetro (9,14 m3/h / m2), entonces solo se necesitarían 15 trampillas, abiertas 5 centímetros.
Quince trampillas en una nave de 152,4 metros de largo, daría como resultado un espacio de entrada de aire de aproximadamente 76,2 cm, que es lo que la mayoría de la gente consideraría aceptable (Tabla 3).
Si se usaran 30 entradas, para mantener la misma presión estática (25 pascales) la abertura de entrada debería reducirse a 2,5 cm y es probable que el aire frío entrante no tenga suficiente inercia para moverse muy lejos a lo largo del techo antes de caer al suelo.
El problema es que una tasa de ventilación de 16.990 m3/h sigue siendo mayor que las necesidades mínimas de ventilación durante las primeras dos semanas de un lote y aún sería necesario temporizar en intervalos el funcionamiento de la extracción, para limitar la cantidad de aire fresco que entra en la nave.
Si se puede obtener una presión estática de al menos 37 pascales usando un solo extractor de aire en una nave cerrada, es un buen indicador de que el extractor podría usarse de manera efectiva para proporcionar aire fresco a las aves en toda la nave durante una ventilación mínima.
El problema es que, en prácticamente todas las naves avícolas, hay simplemente demasiada superficie de grietas para que los ventiladores más pequeños (61 cm de diámetro y más pequeños) generen por sí mismos el nivel de presión negativa requerido para crear un circuito de aire entrante que funcione correctamente.
El uso de extractores más grandes que son capaces de crear una presión suficiente para permitir que trampillas a lo largo de la nave se abran lo apropiado y permitan que el aire entre con la velocidad suficiente para crear un circuito de flujo de aire en ventilación mínima adecuado.
Aunque se necesitará temporizar su funcionamiento en ciclos de cinco minutos, siendo esto mejor que ventilar con un ventilador más pequeño continuamente, que estaría simplemente haciendo entrar el aire fresco a través de las grietas, lo que produciría corrientes de aire a nivel del ave, un control de calidad del aire deficiente y una mayor probabilidad de que la cama se apelmace.
