Claves para la optimización de la climatización en granjas porcinas
Uno de los factores de producción con mayor margen de maniobra es el control ambiental de las naves. Mantener a los animales en unas condiciones óptimas desde el punto de vista del confort ambiental es fundamental, no únicamente considerando el bienestar de los animales, sino también atendiendo a la mejora en factores sanitarios y productivos, así como a los impactos sobre el medio ambiente.
Tradicionalmente, hemos considerado el control de la temperatura como la clave para alcanzar unas condiciones óptimas en una granja.
Pese a que los cerdos son animales capaces de mantener estable su temperatura corporal en un cierto rango de temperatura ambiental, este proceso tiene un coste energético para el animal, lo que lleva a incrementar los costes de producción.
Siendo conscientes de la importancia de la temperatura en el control ambiental, también existen otros factores determinantes de un ambiente óptimo, como la humedad ambiental y las corrientes de aire que se asocian a enfermedades respiratorias.
En los últimos años, se ha demostrado que la calidad del aire, entendida como la concentración de polvo o gases, como el amoniaco (NH3) y el dióxido de carbono (CO2) en el ambiente, también juega un papel muy relevante en el confort de los animales, con las implicaciones sanitarias y productivas que ello conlleva.
Por ello, cuando pensemos en el diseño y funcionamiento del sistema de control ambiental de una nave, la estrategia no debe enfocarse únicamente en alcanzar la temperatura y humedad óptimas para los animales, sino en mantener también una adecuada calidad del aire.
Herramientas para lograr una buena climatización
Para conseguir unas condiciones óptimas en el interior de la nave, existen diversas herramientas:
La ventilación es el factor más importante, dado que es crucial para el control de todos los demás parámetros.
La calefacción y refrigeración tienen un impacto directo sobre la regulación de temperaturas, aunque también influyen en la humedad relativa.
El aislamiento, que afectará únicamente al control térmico, tendrá unas implicaciones clave en las otras tres herramientas, fundamentalmente, en la reducción del coste de calefacción y/o refrigeración.
Determinar las necesidades de ventilación (caudal, en m3/h) en una explotación ganadera es una tarea compleja dado que el objetivo de la ventilación es múltiple (control de la temperatura, humedad y concentraciones de CO2 y NH3).
Las necesidades de ventilación serán diferentes en función del parámetro que se desee controlar, por lo que es necesario establecer diferentes criterios de cálculo.
VENTILACIONES MÁXIMAS
La ventilación máxima o de diseño se calculará en verano y estará determinada por las necesidades para controlar la temperatura en la nave.
Para calcular las necesidades de ventilación máximas tendremos que hacer un balance de calor sensible en la nave, equilibrando las pérdidas y ganancias de calor sensible.
Este cálculo es el más importante desde el punto de vista del diseño de la instalación, porque nos permitirá dimensionar las entradas y salidas de aire.
La principal fuente de calor en las explotaciones porcinas son los propios animales, pero no debemos despreciar el calor transmitido a través de los cerramientos (paredes y cubierta), que varía en función de la temperatura exterior y la calidad del aislamiento de la nave.
La ventilación nos ayudará a extraer el exceso de calor, siempre y cuando la temperatura en el exterior de la nave no sea superior a la de consigna, en cuyo caso necesitaremos instalar un sistema de refrigeración.
VENTILACIONES MÍNIMAS
Los mínimos de ventilación, que se dan habitualmente en invierno, dependerán de:
El clima de la zona
El sistema de gestión de los purines
La humedad La calidad ambiental: concentración de gases y polvo
Para establecer los mínimos de ventilación, el cálculo de las necesidades de ventilación para controlar la humedad en el interior de las naves se fundamenta en los balances de vapor de agua en las mismas, debiendo equilibrarse las pérdidas y ganancias de agua.
Las fuentes de humedad en la nave son los animales y su estiércol, mientras que la única vía de intercambio de humedad con el exterior de la nave se produce mediante la ventilación.
El caudal de aire necesario para eliminar la humedad producida en la granja dependerá de la producción de humedad por parte de los animales y de sus deyecciones, además de las humedades absolutas (gr H2O/m3 aire) del aire exterior e interior.
Para eliminar el exceso de gases nocivos (CO2 y NH3) y partículas en la nave, será necesario determinar un caudal de ventilación apropiado, que será distinto para cada gas.
La producción de los gases y partículas procederá de los animales y su estiércol y deberán ser eliminados a través de una correcta ventilación, existiendo una relación directa entre el sistema de gestión de deyecciones y la producción de gases nocivos.
Si reducimos al mínimo el tiempo de almacenamiento de los purines en las fosas, se producirán menos gases y necesitaremos un menor nivel de ventilación y, por tanto, de calefacción en la nave.
A la hora de diseñar una instalación de calefacción debe tenerse en cuenta que las necesidades mínimas de ventilación, sea cual sea la temperatura en el exterior, no deben reducirse.
Será necesario utilizar tanta potencia de calefacción como sea necesaria para mantener la temperatura adecuada en la nave sin reducir la tasa de ventilación porque, de lo contrario, empeoraremos de forma drástica la calidad del ambiente, con el perjuicio que esto conlleva para los animales y trabajadores.
Un gasto excesivo en calefacción puede deberse a que la instalación dispone de un mal aislamiento térmico y se pierde demasiado calor, fundamentalmente a través de la cubierta y posiblemente también de las paredes.
Un buen aislamiento (una capa de 5 cm de material aislante) en la cubierta puede reducir el gasto de la calefacción en un 25% con respecto a una nave con la cubierta sin aislar.
El efecto del aislamiento en las paredes es más modesto pero importante en zonas con climas muy fríos.
A la hora de determinar las necesidades de refrigeración en una nave deben considerarse dos aspectos clave:
La refrigeración con sistemas de paneles humidificadores (coolings) nunca funcionará si la ventilación de las naves es natural.
En ese caso deberá decantarse por utilizar sistemas como los nebulizadores o foggers.
En zonas cálidas y húmedas, los sistemas de refrigeración evaporativa (paneles y nebulizadores) no funcionan bien.
Esto se debe a que estos sistemas se basan en humedecer el aire para reducir su temperatura, por lo que, si el aire ya está cargado de humedad, no se podrá humedecer más y el efecto sobre la temperatura será muy limitado.
Diseñar y hacer funcionar la climatización en una granja no es una tarea sencilla. No existen soluciones óptimas y, mucho menos, válidas para todas las zonas climáticas y realidades productivas.
Por ello, es complicado ofrecer pautas de actuación generales, pero existen algunos errores que se cometen con relativa frecuencia y que siempre se deben evitar:
Ventilar por debajo de las necesidades mínimas
Este error se suele cometer en invierno en zonas frías, detectándose concentraciones de gases, humedad y partículas muy por encima de lo recomendado.
SOLUCIÓN
La solución pasa por mejorar el aislamiento para evitar pérdidas de calor y por minimizar la producción de gases en el purín.
Sobredimensionar las instalaciones de refrigeración
El sobredimensionado es típico en zonas muy húmedas y cálidas en las que se observa que la refrigeración no funciona bien y se ‘huye hacia delante’ instalando más paneles o nebulizadores.
SOLUCIÓN
No hay una solución rentable en estas zonas para reducir la temperatura en las naves, por lo que se debe optar por otras opciones como aumentar las corrientes de aire a nivel de los animales para ayudarlos a refrescarse.
Hacer un mal uso de las corrientes de aire
Un mal diseño de las entradas y salidas de aire conduce a que en invierno se formen corrientes frías o que en verano se reduzca la corriente y su efecto refrigerante.
En los últimos años, se ha demostrado que la calidad del aire, entendida como la concentración de polvo o gases, como el amoniaco (NH3) y el dióxido de carbono (CO2) en el ambiente, también juega un papel muy relevante en el confort de los animales, con las implicaciones sanitarias y productivas que ello conlleva.
La ventilación es el factor más importante, dado que es crucial para el control de todos los demás parámetros.
La calefacción y refrigeración tienen un impacto directo sobre la regulación de temperaturas, aunque también influyen en la humedad relativa.
La ventilación máxima o de diseño se calculará en verano y estará determinada por las necesidades para controlar la temperatura en la nave.
Las fuentes de humedad en la nave son los animales y su estiércol, mientras que la única vía de intercambio de humedad con el exterior de la nave se produce mediante la ventilación.
Si reducimos al mínimo el tiempo de almacenamiento de los purines en las fosas, se producirán menos gases y necesitaremos un menor nivel de ventilación y, por tanto, de calefacción en la nave.
Será necesario utilizar tanta potencia de calefacción como sea necesaria para mantener la temperatura adecuada en la nave sin reducir la tasa de ventilación porque, de lo contrario, empeoraremos de forma drástica la calidad del ambiente, con el perjuicio que esto conlleva para los animales y trabajadores.
Este error se suele cometer en invierno en zonas frías, detectándose concentraciones de gases, humedad y partículas muy por encima de lo recomendado.
SOLUCIÓN
Sobredimensionar las instalaciones de refrigeración
Hacer un mal uso de las corrientes de aire
