Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos

Fabricio Tiggmann
www.plasson.com.mx

RESUMEN:

Uno de los pilares de una actividad avícola rentable es obtener un buen ambiente para el pollo, más precisamente una buena ventilación, con una correcta utilización de los equipos. Para que los equipos sean utilizados correctamente y así obtener un mejor rendimiento se tiene que comprender los conceptos de cada una de las etapas de ventilación: mínima, transición (poder) y túnel. A pesar de ser complementarios los mismos equipos, éstos se utilizan de maneras distintas en cada una de las etapas descritas.

Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 19Hasta los años 90 cuando se empezó a implementar de manera más consistente la construcción de casetas climatizadas no se hablaba de ventilación y tampoco de sus conceptos. En aquellos tiempos el casetero nada más abría las cortinas cuando hacía calor o cuando el aire se ponía “pesado” para así permitir un cambio de aire. Estos pocos cambios de aire a lo largo del día, teniendo en cuenta que las casetas tenían un sellado deficiente, permitían un manejo satisfactorio. En esas épocas se hacía poco monitoreo y control de la humedad y no se hablaba todavía en el control por niveles de amoniaco y CO2.

Cuando se empezaron a construir casetas climatizadas, donde se necesitaba un buen sellado además de que ya no se abrían las cortinas laterales para el cambio de aire, se empezaron a ocupar equipos distintos (ventilas o “inlets”, controladores, extractores, etc.). En estas casetas los controladores hacen el trabajo de controlar la temperatura y la calidad de aire, y bien sean programados y ajustados, lo hacen mejor pues están todo el tiempo verificando las condiciones dentro de la caseta y prendiendo/ apagando equipos para obtener el mejor ambiente posible para los pollos.

Un ambiente confortable para las aves quiere decir que la temperatura esté cerca del confort térmico, que la humedad esté cerca del 60% y que se obtenga una buena calidad del aire, o sea que el aire no esté “pesado”. Para un aire de buena calidad se deben tener niveles de amoniaco menores al 10 ppm (partes por millón) y de CO2 menores a 3000 ppm[6]. Mientras crece el pollo su temperatura de confort cambia, además de la temperatura externa que también cambia a lo largo del mismo día y, para que se pueda mantener la temperatura de confort con todos estos cambios se utilizan diferentes modos de ventilación. Por ejemplo, cuando la temperatura está baja se ocupa la ventilación mínima, cuando la temperatura sube se pasa a ventilación de transición y al final a la ventilación de túnel.

VENTILACIÓN MÍNIMA

Como ya dice el nombre, ventilación mínima es el menor intercambio de aire necesario para mantener una buena calidad de aire cuando la temperatura adentro de la caseta está por debajo de la temperatura deseada. Para climas tropicales esta etapa se ocupa más en los primeros días del lote cuando los pollitos producen menos calor y además se requiere una temperatura más alta en la caseta. El volumen de aire que se necesita ventilar cambia de acuerdo con el ambiente y a la edad de las aves. En esta etapa, sensores de CO2 y amoniaco ayudan a hacer una ventilación más precisa, pero estos sensores que aún no son una realidad en la mayoría de las casetas.

El amoniaco es uno de los gases más dañinos para las aves pues las puede dejar ciegas y hasta matarlas. El nivel de amoniaco ideal es el menor de 10 ppm[6]. Los humanos solo detectan este gas cuando está a más de 5 ppm o sea cuando está cerca del límite de empezar a dañar a las aves afectando la ganancia de peso diaria (GPD) y la conversión alimenticia (CA)[2]. Los pollitos son más sensibles que los pollos grandes, en los primeros siete días, niveles altos de amoniaco pueden reducir la ganancia de peso en hasta un 20%[5]. La tabla 1 relaciona niveles de amoniaco con sus efectos.

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El CO2 es producto de la respiración de los pollos y el amoniaco de la fermentación de sus heces, y esto ocurre más fácilmente en ambientes más húmedos. La humedad en su mayoría, proviene de la respiración de las aves, entonces la ventilación mínima debe ser suficiente para controlar la humedad (ideal que sea inferior al 60%). Así se reducen riesgos con estos gases en casetas sin sensores específicos para medirlos[3].

Hay dos conceptos distintos para ajustar la ventilación mínima, uno utiliza renovaciones por ciclos, en general es el más utilizado en América, mientras que el otro concepto se basa en el volumen de aire que un pollo precisa, éste es el más utilizado en Europa. Es importante comentar que el modelo “americano” no considera cantidad de pollos, lo que sí es considerado por el europeo.

Según Cobb (2018), cuando se ocupa la ventilación por ciclos, el tiempo no debe exceder a 10 minutos siendo el ideal de cinco a ocho minutos. El tiempo del ciclo se refiere al tiempo necesario para efectuar el cambio de aire total de una caseta o de la parte de la caseta donde están alojados los pollos. En general, no es necesario que un extractor quede prendido todo el tiempo, en este caso se maneja en dos etapas: tiempo prendido y tiempo apagado, la suma de estos dos es el tiempo de ciclo (tiempo total). En estos casos el tiempo prendido no debe ser menor al 20% y siempre que se percibe mala calidad del aire, se debe aumentar el tiempo prendido sin alterar el tiempo total. La tabla 2 trae un ejemplo para un ciclo de cinco minutos.

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En climas calientes en general se ocupan estos ciclos de ventilación solo en los primeros días. Ya con pollos más grandes, la humedad y temperatura elevada hacen que sea necesario ventilar más.

El concepto de ventilación mínima por volumen de aire es basado en tablas suministradas por las empresas de genética. La tabla 3 trae unejemplo de la cantidad de aire requerida versus el peso del pollo. En general, este modelo se utiliza más en climas fríos pues toma en cuenta el peso y la cantidad de aves.

Ambos conceptos de ventilación mínima deben ser utilizados apenas como punto de partida. Lo más importante de todo es observar el comportamiento del pollo y a partir de eso hacer los ajustes finos. La reutilización de la cama influye mucho en los ajustes de ventilación, la misma caseta va a tener ajustes distintos entre el primero y el quinto lote, por ejemplo. Un excelente indicador de la eficiencia de la ventilación mínima es la humedad relativa, cuando está alta se debe ventilar más y cuando está baja, ventilar menos (en climas muy secos se debe vigilar mucho de no ventilar poco).

Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 3Independiente del concepto utilizado (tiempo o volumen de aire) se utilizan las siguientes ecuaciones para determinar la cantidad de extractores a ser prendidos o el tiempo de encendido de éstos (en las ecuaciones, cuando se ocupa cálculo por tiempo se debe substituir el volumen de ventilación por el volumen de la caseta o el volumen del área de crianza). Para aplicarlas, se fija una variable, o la cantidad de extractores o el porcentaje de tiempo prendido (ejemplo, 20%), y se calcula la otra.

Se debe recordar también que la cantidad de aire necesario para un pollo grande no es la misma que para un pollito. A fin de cuentas se obtiene una “curva de ventilación mínima” con tiempos distintos de acuerdo con la edad del pollo.

De los equipos de climatización, el más importante en la ventilación mínima es el “inlet”, o ventila, pues nos permite mantener una uniformidad de temperatura y facilita el control de la humedad. Aunque para un funcionamiento eficaz el “inlet” necesita estar correctamente ajustado.Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 4

Para entender bien la importancia del “inlet” bien ajustado es necesario que se comprenda la relación entre temperatura y humedad. Cuando el aire se calienta aumenta su capacidad de retención de agua (humedad), es decir cuando el aire se calienta, su humedad relativa disminuye. Por ejemplo, si el aire está a 14°C y 80% de humedad, al calentar este aire a 22°C su humedad baja a aproximadamente al 50% y si lo calentamos a 26°C su humedad baja a aproximadamente al 40%. Con un “inlet”, mal ajustado, se puede direccionar el aire de afuera más frío, al piso y generar zonas incómodas para los pollos, más frías y húmedas. Una cama húmeda genera callosidades en las patas[5].

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Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 6La función del “inlet” es direccionar el aire al centro de la caseta y hacia el techo. El aire de la caseta, más caliente, se mezcla con el aire que entra calentándolo (aumenta su temperatura y baja su humedad). Así, cuando el aire llega al nivel de los pollos ya no provoca incomodidad (figura 1). Para que este direccionamiento sea hecho de la manera correcta es importante verificar dos puntos: abertura mínima y velocidad de entrada del aire.

El ancho de la caseta determina la correcta velocidad de entrada de aire ya que casetas más anchas necesitan más velocidad para que el flujo de aire alcance el centro (tabla 4 y figura 2).Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 7

Una vez ajustada la correcta velocidad de aire se debe verificar la presión estática que la caseta está operando pues ésta es la correcta presión de trabajo para los “inlets”. Para ajustar la velocidad, se abren y cierran los “inlets”. Se tiene en cuenta la siguiente relación, a más presión más velocidad y a menos presión menos velocidad.

El ángulo a que el aire entra por el “inlet” también es importante pues evita que el aire choque con la estructura y sea direccionado al piso. En los “inlets” con deflector plano (tapa-cierre) el ángulo de la tapa es el ángulo de entrada del aire pero con los “inlets” curvos (figura 3) es posible un mejor direccionamiento con menos abertura. En la figura 4 es posible ver un comparativo entre los dos modelos de “inlet” mencionados.

Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 8Hay dos maneras de cambiar la abertura mínima (ángulo correcto), una es mantener algunos “inlets” cerrados para que los demás abran más y otra manera es prender más extractores. Para ambos los casos se utiliza las siguientes ecuaciones para calcularlo.

Es importante recordar que en este punto se está verificando la cantidad de extractores para la apertura correcta de los “inlets”, sin embargo, no se debe ventilar menos que la ventilación mínima.

Otro equipamiento que también es muy importante en esta fase de ventilación mínima son los ventiladores de recirculación de aire (figura 5). Estos ventiladores nada más recirculan el aire dentro de la caseta, haciendo que se obtenga más uniformidad de temperatura y mejor control de humedad. Otra ventaja al utilizar estos ventiladores es el ahorro de combustible/energía, pues en general el aire más caliente queda cerca del techo y por lo tanto se tiene que calentar más para tener una correcta temperatura al nivel de las aves, cuando se recircula el aire es necesario calentar menos. De acuerdo con Aviagen (2010) el ahorro de combustible puede llegar hasta 40% en ciertos casos, dependiendo del tipo de calentamiento utilizado.Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 10

La cantidad de ventiladores instalados debe ser suficiente para mover de 10 al 20% del volumen de aire de la caseta por minuto. La instalación debe ser hecha cerca del techo ya que no se quiere movimiento de aire a la altura de los pollitos. Para casetas menos anchas (<15 m) en general se ocupa una sola línea de ventiladores al centro y para casetas más anchas, se ocupan dos líneas. La distancia entre ventiladores cambia de acuerdo con la cantidad de líneas, pero en general queda entre 17 y 25 m.

Quant vent.=Volume aviario (m^3)*(0,1 a 0,2)

Cuando hay solo una línea, la instalación debe ser para que queden posicionados del centro hacia las extremidades (figura 6). En caso de tener dos líneas, se puede seguir el mismo concepto o se pueden instalarlos para que una línea quede volteada paraun extremo y otra línea a otro extremo de la caseta

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Cuando el sistema de ventilación mínima (extractores E “inlets”) está en operación, se recomienda que los ventiladores de circulación permanezcan apagados para no obstaculizar el correcto flujo de aire de los “inlets”. Además, cuando la humedad está baja (<50%) la utilización de los ventiladores debe ser considerada pues pueden generar demasiado polvo.

Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 11Para la ventilación mínima, en general se calculan los tiempos de ventilación y a partir de éstos se hacen los ajustes que sean necesarios. En casetas con sensores de amoniaco y CO2, éstos se ocupan para incrementar la ventilación cuando la calidad del aire está en peores condiciones. Para casetas sin estos sensores el nivel de humedad es un buen indicador[8] pero, el más importante es observar el comportamiento de los pollos. Es importante vigilar que la humedad no baje mucho, pues esto también es dañino[7], en estos casos ventilar menos puede ser una opción.

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VENTILACIÓN DE TRANSICIÓN

Cuando sube la temperatura, o sea la temperatura medida es igual o está un poco arriba de la temperatura que se requiere, se empieza a ventilar más. En este caso ya se ventila por temperatura y no más por tiempo pues se quiere mantener o bajar la temperatura.

Cobb (2018) y Aviagen (2014), en la ventilación de transición se siguen utilizando los “inlets” pero con una cantidad mayor de extractores (40 a 50% del total). De este modo es posible recircular más aire por entre los pollos, pero sin mucha velocidad, lo que es posible por tener entradas de aire (“inlets”) a lo largo de toda la caseta (figura 7). Otra gran ventaja con estas muchas entradas de aire es que se consigue una diferencia de temperatura menor entre los extremos de la caseta (extractores y pared húmeda), diferente de cuando no se ocupan los “inlets”.

Es importante que los “inlets” estén bien distribuidos al largo de toda la caseta, incluso en la parte de la cortina de entrada de aire. Además, el tener una cantidad mayor de inlets (hasta 50% de los extractores de túnel) hace posible ventilar más tiempo los pollos sin ocupar la ventilación de túnel. Así es posible mantener una temperatura confortable y una buena calidad de aire sin mucha velocidad del aire, lo que resulta un ambiente a gusto para los pollos.

Algunos controladores hacen posible utilizar dos niveles de presión para los “inlets”, una para cuando el aire de afuera es más frio (diferencia más acentuada) que el aire de adentro y otra cuando el aire de afuera está en una temperatura cercana (ligeramente más frío) o más caliente que el aire de adentro de la caseta. En este segundo caso el direccionamiento de aire es menos importante que el volumen que entra a la caseta y por eso la presión puede ser más baja (presión más baja significa menos velocidad lo que es más apertura del “inlet”).

Cuando la presión en la caseta empieza a subir, se debe empezar a abrir la cortina del túnel. También se debe abrirla cuando no hay “inlets” en esta parte de la caseta. Una desventaja de utilizar la cortina del túnel es que se empieza a tener más velocidad de aire.

La ventilación de transición permite un ambiente más agradable al pollo, pues a fin de cuentas, no les gusta la velocidad de aire. Así, se debe mantener este nivel de ventilación el máximo tiempo posible.

VENTILACIÓN DE TÚNEL

Este nivel de ventilación es utilizado cuando el cambio de aire ya no es suficiente para mantener una “temperatura” agradable para los pollos. La velocidad de aire se necesita para generar una mejor sensación térmica. Además, en este nivel de ventilación se utiliza sistemas de enfriamiento evaporativo para bajar la temperatura.

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Para entender cómo el pollo se enfría se debe saber que las aves tienen dos mecanismos para la “pérdida” de calor: uno evaporativo, conocido como “sensible”, y otro evaporativo, conocido como “latente”. Los mecanismos no evaporativos incluyen conducción, irradiación y convección y éstos requieren una diferencia de temperatura entre la temperatura corporal del pollo y el ambiente. Los mecanismos evaporativos incluyen pérdida de calor por evaporación de agua cuando el pollo respira (aves jadean cuando están calientes) y esto es perjudicado en ambientes húmedos. En ambientes calientes, el movimiento de aire aumenta la pérdida de calor por convección, así se genera una sensación de temperatura más baja (sensación térmica – temperatura que sentimos) con relación a temperatura medida.

Además de temperatura y humedad, la sensación térmica de las aves depende de otros factores: edad, peso y la velocidad de aire, además de variables como la densidad, pues con más densidad hay menos circulación de aire por entre los pollos. En la figura 8, la línea azul describe la sensación térmica para un pollo de 4 semanas mientras la línea roja para un pollo de 7 semanas de edad. Se nota que en bajas velocidades de aire la sensación es similar pero esta diferencia queda mayor mientras se aumenta la velocidad. Es importante recordar que la humedad también influye en la sensación térmica, es decir que, para una misma temperatura y velocidad, se tienen diferentes sensaciones térmicas de acuerdo con la humedad; la tabla 5 ayuda a comprender esa relación (esa tabla es apenas un guía pues no considera el peso y la densidad).Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 13 1

Con la idea de cómo la velocidad de aire influye en la sensación térmica, es posible entender la importancia del controlador y que esté bien ajustado/ programado. Algunos controladores ya traen la función de sensación térmica, para los demás se debe hacer un cálculo de cuál es la sensación térmica con la velocidad de aire que se obtiene para cada grupo de extractores.

Para calcular la velocidad de aire que genera un extractor, debe dividirse su caudal (considerando la presión de trabajo) por la sección transversal de la caseta (altura x ancho, este cálculo es el mismo independiente del largo que tiene la caseta) lo que puede ser visto en la siguiente ecuación. Por ejemplo, para una caseta de 13 m de ancho y 3 m de altura promedio se tiene una sección de 39 m², considerando un extractor con caudal de 24500 cfm (41600 m³/h o 11.55 m³/s), cada extractor genera una velocidad o un aumento de velocidad de aire de aproximadamente 0.3 m/s.

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Durante la ventilación túnel se tiene también otro recurso para enfriar el pollo, que es el sistema de enfriamiento evaporativo, en general las casetas tienen una pared húmeda, pero algunas ocupan sistemas de nebulizadores. Estos sistemas trabajan con el principio de utilizar la energía presente en el aire en forma de calor para evaporar agua, por lo que disminuye la temperatura, pero se aumenta la humedad. La eficiencia del enfriamiento evaporativo cambia de acuerdo con las variables ambientales, cuando hay mucha humedad en el aire éste ya no puede absorber agua, o sea, la eficiencia es más baja que en ambientes más secos. Además, la eficiencia promedio de una pared húmeda es del 75% y en general, la humedad sube 4.5% por cada grado °C de temperatura que se reduce.

La tabla 6 relaciona la temperatura y humedad externas para determinar el potencial de enfriamientode una pared húmeda. Por ejemplo, con una humedad del 40% y temperatura de 35°C se tiene un potencial de enfriamiento de aproximadamente 8°C, o sea la temperatura del aire después de pasar por la pared húmeda seria aproximadamente de 27°C mientras que la humedad sería del 76% (8°C x 4.5% = 36% + 40% = 76%).Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 15

El sistema de enfriamiento evaporativo reduce la temperatura del aire agregando humedad mientras la velocidad de aire genera una reducción de la sensación de temperatura. Pero el sistema de enfriamiento evaporativo, es recomendable apagarlo cuando la humedad de dentro de la caseta sea superior al 80-85% pues con humedad alta el pollo pierde la capacidad de enfriamiento latente.

Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 17Cuando sea necesario utilizar ventilación de túnel para pollitos, más sensibles a velocidades de aire, se puede ocupar la pared húmeda en casos de mucho calor. Así, se recomienda utilizar la máxima velocidad de aire de acuerdo con la edad (tabla 7), si el pollo todavía está caliente se puede utilizar la pared húmeda antes de prender más extractores. Por el hecho que el pollito produce menos calor, cuando se utiliza la pared húmeda, se debe utilizarla con temporizador y tiempos cortos de encendido (para que no se moje toda la pared, pero solo la parte superior de ésta). Esto es porque la capacidad de enfriamiento de la pared húmeda es superior a la necesidad de enfriamiento que se requiere y en caso de no ocupar temporizador se tiene mucha fluctuación de temperatura pues se produce más reducción que la requerida. Es importante recordar que la tabla 7 es solamente una guía, como siempre, lo más importante es observar el comportamiento de los pollitos.

Ventilación en casetas climatizadas características y ajustes en los equipos Ventilacion casetas climatizadas 18Para pollos grandes, con más de 21 días es recomendable que se utilice el efecto de sensación térmica antes de prender la pared húmeda. Esto es porque el pollo ya genera más calor y, con menos velocidad de aire se tiene una diferencia más grande de temperatura entre las extremidades de la caseta. A partir de esa edad los pollos generan mejores resultados con más ventilación. Muchos creen que con más velocidad de aire el pollo queda sentado (no se alimenta bien) pero esto es solo una respuesta del pollo al cambio del ambiente.

Es importante recordar que velocidades muy altas (>3-3.5 m/s) sí pueden en parte ser incomodas al pollo. Así, se recomienda utilizar enfriamiento por sensación térmica hasta aproximadamente 3-3.5 m/s, después empezar a ocupar la pared húmeda junto con incrementos de velocidad de aire. Para pollos grandes, cuando se tengan dudas, es mejor ventilar más.

La pared húmeda, cuando es utilizada con temporizador y los tiempos altos de encendido genera un efecto similar a cuando queda encendida constantemente. Un inconveniente de utilizar temporizador es que se tiende a tener más acumulación de mineralesen la celulosa; sin embargo, posibilita crear un ambiente más confortable para los pollos.

El general el tema de ventilación en casetas de pollos en muy variado con muchas informaciones teóricas, sin embargo, no es posible tener un ajuste estándar para zonas de diferentes niveles de humedad y temperatura. Lo más importante es que el “casetero/ encargado” esté atentos al comportamiento y distribución de las aves y hagan los ajustes necesarios en el controlador. Es importante que estos ajustes no sean manuales porque una vez que el casetero no esté para hacer estos ajustes (por la noche, por ejemplo), el controlador haga por sí solo el control de acuerdo con su programación.

Fabricio Tiggemann es graduado en Ingeniería de Control y Automatización en 2015 por la Universidad del Valle de Taquari. Está en contacto con la avicultura desde pequeño y posee más de cinco años de experiencia en desarrollo de paneles eléctricos y controladores, entre otros productos, para aves y cerdos. Actualmente trabaja en el sector de desarrollo de productos de Plasson de México.

REFERENCIAS

[1] WEATHERLEY, Richard. The importance of minimum ventilation and how to calculate it.
[2] Poultry Production Manual. Chapter 07 – Ventilation Principles.
[3] FAIRCHILD, Brian. Poultry house environmental control during cold weather.
[4] AVIAGEN. Manual de Manejo de frangos Ross. 2014.
[5] COBB. Manual de Manejo de frangos de Corte. 2008. 66p.
[6] BARNWELL, Robert; WILSON Matthew. The importance of minimum ventilation. 2014.
[7] FAIRCHILD, Brian; CZARICK, Michael. The three keys to litter moisture control….fresh air, heat, and air movement. 2012.
[8] FAIRCHILD, Brian; CZARICK, Michael. Relative Humidity…The Best Measure of Overall Poultry House Air Quality. 2012.
[9] Plasson Livestock. Produtos para frangos. 2018.
[10] AVIAGEN. Enviromental management in the broiler houses. 2010.
[11] COBB. Broiler Management Guide. 2018.
[12] FAIRCHILD, Brian; CZARICK, Michael. Seven Key Tunnel Ventilation Management Tips. 2018.
[13] FAIRCHILD, Brian; CZARICK, Michael. ¿Is it Time to Get Rid of Minimum Ventilation Tables?.2019.

Artículo publicado en Los Avicultores y su Entorno Octubre- Noviembre 2020

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