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La revista de la industria
Este artículo es parte de la edición de noviembre, 2016
Una vez tomadas las 3 primeras decisiones claves, deberemos tomar otras que, sin ser tan determinantes para la viabilidad de la explotación, van a tener influencia en la inversión de la instalación, en los costes de producción y en los parámetros productivos.
4. Precalentamiento del aire entrante en invierno mediante la acción solar: techo único/ático.
5. Diseño de la ventilación de invierno: ventilación transversal/ventilación cenital/ventilación longitudinal.
6. Mecanismo de apertura de trampillas: cable de acero/barra de acero/tubo giratorio.
7. Nivel de aislamiento recomendado.
8. Precalentamiento del aire entrante en invierno mediante intercambiadores: no uso de intercambiadores/uso de intercambiadores.
4. Precalentamiento del aire entrante en invierno mediante la acción solar: techo único/ático
Una nave dispone de ático cuando entre la cubierta y el falso techo aislante queda un gran espacio. Para que el ático precaliente el aire, tiene que tener dos estrechas aberturas a lo largo de toda la nave, a la altura de los aleros, lo que permite la entrada del aire del exterior. Mientras el aire permanece en el ático, se está precalentando por la acción de los rayos solares que inciden en la cubierta que no tiene aislamiento térmico. La entrada de aire en la nave se realiza mediante unas pequeñas trampillas que están situadas en el falso techo. Cuando éstas se abren, el aire precalentado pasa desde el ático a la nave.
En días soleados, al principio de la tarde el sol llega a calentar el aire del ático más de 8 grados por encima de la temperatura exterior; y durante más de diez horas al día, el aire del ático es al menos tres grados más caliente que el aire exterior -Czarick y col., 2007-.
Este tipo de ventilación no debe usarse cuando hay un exceso de temperatura en la nave, ya que el aire del ático tiene mayor temperatura que el aire exterior. Por este motivo, las naves que utilizan este tipo de ventilación tienen que tener doble juego de trampillas:
- Las del falso techo, que se utilizan cuando este tipo de ventilación está activo, es decir en condiciones de invierno -aproximadamente un cuarto del total de trampillas-.
- Las exteriores en las paredes laterales, que se utilizan cuando este tipo de ventilación no está activo, es decir cuando hay exceso de temperatura en la nave.
Precalentamiento del aire en el ático
Diferencia térmica entre el ático y el exterior (en º F)
Czarick y col., 2007
5. Diseño de la ventilación de invierno: ventilación transversal/ventilación cenital/ ventilación longitudinal
Principales diseños de ventilación de invierno y ventajas/desventajas de cada uno:
a) Ventilación transversal
Descripción
En naves cerradas y sin ático, el aire entra por unas pequeñas trampillas que están homogéneamente distribuidas a lo largo de uno de los laterales de la nave, concretamente en la parte más alta de la pared. El aire sale por los ventiladores-extractores que están instalados en la otra pared lateral de la nave. En el caso de que la nave sea muy ancha, y con el objeto de ganar uniformidad en la ventilación, es recomendable que las trampillas se instalen en ambos laterales de la nave, manteniendo a su vez los ventiladores-extractores en uno de los laterales.
Ventajas
No velocidad de aire. La velocidad del aire a nivel de las aves va ha ser siempre baja, dándonos la seguridad de que, en condiciones de invierno, las aves difícilmente van a sufrir enfriamiento corporal causado por corrientes de aire con elevada velocidad.
Desventajas
Mayor inversión. En caso de disponer ventilación túnel en verano, el sobrecoste del equipamiento de los ventiladores transversales y su instalación eléctrica correspondiente.
Mayor consumo de calefacción. Los ventiladores se comportan como puentes térmicos que roban calor a la nave, además de que los ventiladores apagados permiten la entrada de cierta cantidad de aire.
Se elija uno u otro sistema de ventilación es imprescindible asegurar “blindar” la estanqueidad de la nave
b) Ventilación cenital
Descripción
En naves cerradas y sin ático el aire entra por unas pequeñas trampillas que están homogéneamente distribuidas a lo largo de los dos laterales de la nave, en la parte más alta de la pared. El aire sale por los ventiladores-extractores que están instalados en el interior de unas chimeneas situadas en el techo. Estas chimeneas normalmente están alineadas en el lugar donde se unen las 2 aguas del tejado, aunque también pueden distribuirse a tresbolillo, es decir hacia un lado y otro de esta línea, lo cual no tiene la mayor importancia.
Ventajas
No velocidad de aire. La velocidad del aire a nivel de las aves va ha ser siempre baja, dándonos la seguridad de que, en condiciones de invierno, las aves difícilmente van a sufrir enfriamiento corporal causado por corrientes de aire con elevada velocidad.
Sistema de seguridad extra. En caso de fallo del suministro eléctrico, se genera una ventilación natural -siempre que se disponga de sistemas de seguridad que abran las trampillas y las persianas de los ventiladores-.
Desventajas
Mayor inversión. En caso de disponer ventilación túnel en verano, el sobrecoste del equipamiento de los ventiladores de techo y su instalación eléctrica correspondiente.
Mayor consumo de calefacción. Los ventiladores se comportan como puentes térmicos que roban calor a la nave, además de que los apagados permiten la entrada de cierta cantidad de aire. También estamos extrayendo el aire del punto más alto del techo, es decir el más caliente de la nave, y por tanto el más caro.
Mayor consumo eléctrico. Los ventiladores suelen ser de pequeño tamaño -recordemos que están dentro de las chimeneas-, por lo que su rendimiento energético es menor.
Menor homogeneidad de ventilación. Los ventiladores están más expuestos a la acción del viento, lo que afecta a la homogeneidad de ventilación de la nave.
Mantenimiento dificultoso. El mantenimiento y lavado de los ventiladores es más dificultoso debido a la posición elevada de estos.
Diseño de la ventilación de invierno
c) Ventilación longitudinal
Descripción
Normalmente se utiliza en naves cerradas.
En las naves sin ático, el aire entra por unas trampillas que están homogéneamente distribuidas a lo largo de las dos paredes laterales de la nave -normalmente en la parte más alta de la pared-.
En Estados Unidos son muy frecuentes las naves con ático, donde se suele instalar un doble juego de trampillas. Por un lado las trampillas del falso techo -un cuarto de las totales-, para usar en condiciones de invierno, y por otro lado las trampillas exteriores en las paredes laterales, para usar cuando hay exceso de temperatura en la nave.
El aire es extraído por los ventiladores-extractores situados en un fondo de la nave.
Ventajas
Menor inversión. No necesitamos ventiladores específicos de invierno, ya que estamos usando los ventiladores de la ventilación túnel.
Con el objetivo de aumentar el tiempo de funcionamiento de los ventiladores en primeras edades, es recomendable instalar
2 ventiladores más pequeños -dependiendo del tamaño de la nave, por ejemplo en naves grandes, 22.000 m3/h-. De esta forma, al menos el 20 % del tiempo un ventilador estará en funcionamiento; con lo que tendremos menor estratificación del aire y las bajadas de temperatura cuando arranque un ventilador, serán menos bruscas.
Menor consumo de calefacción. Debido a los menores puentes térmicos.
Menor contaminación cruzada de aire viciado entre naves. Todo el aire viciado saldrá por el fondo de las naves; en caso de naves paralelas, el aire que entra por las trampillas no proviene del aire viciado que sale por el ventilador de la nave de al lado.
Desventajas
Velocidad de aire. A medida que nos acercamos a los extractores de túnel, los caudales de aire de cada trampilla se van sumando. Como la sección de la nave es constante; a mayor caudal, mayor velocidad de aire a lo largo de la nave. Debido a esto, en condiciones de invierno, en la zona próxima a los extractores, y en determinadas circunstancias -como naves muy largas, muy bajas o con caudales de ventilación altos-, puede que la velocidad de aire a la altura de las aves sea mayor que la recomendada.
Independientemente del diseño de ventilación, el techo interior deberá ser totalmente liso: es decir, que las correas de sujeción del tejado y la canalización de electricidad estarán ocultas; de no ser así las corrientes de aire entrante rebotarán contra estos obstáculos, incidiendo directamente en las aves y no precalentándose adecuadamente.
Ventilación mediante trampillas de forma correcta (Cobb, 2010 )
Ventilación mediante trampillas de forma incorrecta (Aviagen, 2009)
El techo interior deberá ser liso, pues de lo contrario se interrumpiría el flujo de aire
6. Mecanismo de apertura de trampillas: cable de acero/barra de acero/tubo giratorio
Existen 3 diferentes modos de apertura de trampillas. Éstas son sus ventajas/desventajas
a) Cable de acero
Descripción
El mecanismo de apertura de la trampilla es una cuerda que está sujeto a un cable de acero que va a lo largo de la nave. Cuando este cable de acero es traccionado por un torno, esta cuerda se tensa y abre la trampilla.
Ventajas
Menor inversión.
Desventajas
Peor homogeneidad de ventilación. La dilatación del cable de acero a causa de la temperatura, hace que las trampillas o ventanas más alejadas tengan mayor porcentaje de abertura. Si consideramos que el “coeficiente de expansión lineal” de un cable de acero inoxidable es 0,0000176 mm/mm y ºC, aplicando la formula de dilatación lineal:
Lf = L0 [ 1 + α(Tf-T0)
tendremos que por cada 70 metros de longitud y 20 ºC de diferencia térmica, el cable de acero se estira 2,5 centímetros. Esta dilatación provoca que las trampillas más alejadas tengan diferentes aperturas, afectando a la homogeneidad de la ventilación.
b) Barra metálica
Descripción
El mecanismo de apertura de la trampilla es una cuerda que está sujeto a una barra de acero que va a lo largo de la nave. Cuando esta barra de acero es traccionado por un torno, esta cuerda se tensa y abre la trampilla.
Ventajas
Con la barra metálica no hay rotura de cables.
Desventajas
Peor homogeneidad de ventilación. La dilatación de la barra de acero a causa de la temperatura, hace que las trampillas o ventanas más alejadas tengan mayor porcentaje de abertura. Si consideramos que el “coeficiente de expansión lineal” de una barra de acero inoxidable es 0,0000173 mm/mm y ºC, aplicando la formula de dilatación lineal:
Lf = L0 [ 1 + α(Tf-T0)
tendremos que por cada 70 metros de longitud y 20 ºC de diferencia térmica, la barra de acero se estira 2,4 centímetros. Esta dilatación provoca que las trampillas más alejadas tengan diferentes aperturas, afectando a la homogeneidad de la ventilación.
c) Tubo giratorio
El grado de apertura fijado debe ser uniforme para todas las trampillas
Descripción
El mecanismo de apertura de la trampilla es una cuerda que está sujeto a un tubo metálico giratorio que va a lo largo de la nave. Cuando este tubo gira accionado por un motor eléctrico, esta cuerda se tensa y abre la trampilla.
Ventajas
Mejor homogeneidad de ventilación.
El mecanismo del tubo giratorio no se ve afectado por la dilatación térmica, por lo que las aberturas son más uniformes.
Desventajas
Mayor inversión.
7. Nivel de aislamiento recomendado
Zonas climáticas de España según el CTE
Valores mínimos legales de aislamiento R para construcciones nuevas
|
R (m2k/w) |
Zona A |
Zona B |
Zona C |
Zona D |
Zona E |
|
Muros |
1,06 |
1,21 |
1,36 |
1,51 |
1,75 |
|
Cubiertas |
2 |
2,22 |
2,43 |
2,63 |
2,85 |
Fuente: Código técnico de la Edificación–HE1
En la legislación española, concretamente en El Código Técnico de la Edificación -CTE-, aprobado mediante el RD 314/2006 del 17 de marzo, se establecen unos valores mínimos de aislamiento según la zona climática y tipo de cerramiento, que deben cumplir las edificaciones de nueva construcción. Aunque las granjas avícolas están excluidas de esta normativa por ser “edificios agrícolas no residenciales”.
Estos valores mínimos de aislamiento en viviendas han sido establecidos por los legisladores con el objetivo de lograr un uso racional de la energía, teniendo en cuenta que la temperatura habitual en las viviendas es de 20º-22º. Ahora bien, considerando que en la mayoría de las explotaciones avícolas, realizamos una actividad de gran consumo energético -superando temperaturas de 30º C durante varias crianzas al año-, sería lógico pensar que el aislamiento mínimo necesario debería ser, como mínimo, lo exigido legalmente para las viviendas, siendo lo recomendable superar estos valores.
Grosores equivalentes de diferentes tipos de aislantes para mismo coeficiente R = 2,44 m²K/W
|
Plancha de poliisocianurato + |
Sándwich poliuretano |
Poliestireno extuído |
Lana mineral |
2 Paredes de ladrillo doble hueco (8 cm) con 2 cm de cámaras de aire intercaladas |
|
5 cm |
5,5 cm |
7,4 cm |
8,2 cm |
70 cm |
Fuente: poultrysimulator.com
Poliisocianurato revestida de multicapa aluminio-kraft (izq) y aluminio gofrado (derecha).
La inversión en un buen
aislamiento es quizá la menos visible pero la más rentable
Lana mineral.
Sándwich de poliuretano.
8. Precalentamiento del aire entrante en invierno mediante intercambiadores:
no uso de intercambiadores /uso de intercambiadores.
Los intercambiadores de calor son equipos que se instalan en el exterior de la nave. Se utiliza en condiciones de invierno y para realizar la ventilación mínima. Su función es la de introducir aire, que previamente es calentado por una corriente saliente de aire interior viciado. Su funcionamiento es el siguiente: mediante dos ventiladores se generan dos corrientes de aire en dirección contraria –una de aire exterior frío y otra de aire viciado caliente–. Ambas corrientes circulan sin mezclarse por láminas paralelas alternas, de forma que el aire interior caliente traspasa el calor al aire exterior frío.
La instalación de intercambiadores de calor es muy recomendable ya que se obtiene importantes ahorros en la calefacción, según Bokkers y col. –2010–, un 38 % de ahorro –Poultry Science, 89:2743–2750–.
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