Cómo funcionan los sistemas de enfriamiento por evaporación: 1

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Cómo funcionan los sistemas de enfriamiento por evaporación: 1

21 June 2013

La clave para aprovechar al máximo cualquier sistema de enfriamiento por evaporación consiste en mover la máxima cantidad de aire a través de la caseta, conforme explica el Servicio de Extensión de la Universidad Estatal de Mississippi. (Primera parte de una serie de tres artículos).

Actualmente, muchas casetas avícolas están equipadas con sistemas de enfriamiento que consisten en algún conjunto de cojinetes de enfriamiento en un extremo de la caseta y grandes ventiladores de túnel en el otro. Para dominar la operación de sus sistemas de enfriamiento por evaporación, los productores avícolas deben entender el funcionamiento de la relación entre la temperatura y la humedad, así como el efecto que esto tiene sobre los pollos. La relación es tanto sencilla como complicada.

Tom Tabler (Profesor de Extensión, Ciencia Avícola), Yi Liang (Profesor Asistente, Ingeniería Biológica y Agrícola, Universidad de Arkansas), Haitham Yakout (Profesor Investigador Visitante, Ciencia Avícola), Jessica Wells (Instructora de Extensión, Ciencia Avícola) y Wei Zhai (Profesor Investigador Asistente, Ciencia Avícola) explican que la parte sencilla es el hecho de que a medida que aumenta la temperatura, la humedad se reduce y viceversa. Esta relación es bastante lineal y funciona bien.

Consideremos el clima en Phoenix, Arizona, en una tarde soleada del verano. La temperatura puede ser de 110° F (43° C), pero como ellos dicen, "Es un calor seco". Casi no hay humedad en el aire cuando la temperatura es tan cálida, a menudo la humedad es menor al 10%. Como resultado, el enfriamiento por evaporación funciona muy bien en el desierto.

Ahora consideremos el clima en su granja en una mañana veraniega al amanecer. La temperatura es de casi 70° F (21° C) y la humedad es cercana al 100%. Durante la noche se formó condensación y el agua escurre del techo de la caseta. ¿Por qué? La temperatura del aire descendió durante la noche y debido a que el aire frío conserva menos humedad, el aire se saturó y formó condensación sobre las superficies.

El enfriamiento por evaporación es prácticamente inútil bajo estas condiciones debido a que la humedad es demasiado alta. Ésta es la razón por la cual no tiene sentido que los cojinetes de enfriamiento funcionen a las 6 a.m. Sin embargo, algo similar al enfriamiento por evaporación en el desierto ocurre cuando se ponen a funcionar los cojinetes de enfriamiento en las tardes calurosas.

avicultura

La evaporación del agua altera tanto la temperatura como la humedad

El agua que se evapora de sus cojinetes de enfriamiento húmedos tiene un efecto de enfriamiento sobre el aire caliente que pasa a través de las entradas de los cojinetes de enfriamiento. Ésta es la parte complicada de la relación entre temperatura y humedad.

Para evaporar el agua, se requiere calor (energía). El calor proviene de cualquier objeto que entre en contacto con el agua a medida que ésta se evapora; en nuestra situación de cojinetes de enfriamiento, ese objeto es el aire exterior caliente a medida que pasa a través de los cojinetes húmedos. A medida que el calor se elimina del aire, la temperatura de ese aire se reduce pero el calor se mantiene en el aire, en otra forma.

Considere esto: por cada galón (3.7 litros) de agua que se evapora, se extraen 8,700 Btu de calor sensible del aire (caída de temperatura; Donald, 2000) y se convierten en calor latente (humedad en el aire).

La reducción en la temperatura del aire más caliente y más seco que pasa a través de los cojinetes húmedos, debe ir acompañada por un aumento en la humedad del aire ahora más frío dentro de la caseta. No se destruyeron los 8,700 Btu de calor; simplemente se cambió su forma (aire caliente y seco hacia aire más frío y más húmedo).

En caso de que se pregunte si la temperatura del agua que gotea a través del cojinete podría hacer cualquier diferencia en el potencial de enfriamiento, la respuesta es: no lo suficiente para que importe - sólo cerca de 3% de diferencia.

Un galón (3.7 litros) de agua a 50° F (10° C) tiene un potencial de enfriamiento de 8,900 Btu. Un galón (3.7 litros) de agua a 90° F (32° C) tiene un potencial de enfriamiento de 8,700 Btu. El cambio en el aire debido a una temperatura de agua de 50° F versus 90° F es relativamente pequeño (Simmons y Lott, 1996) en comparación con la eficiencia general del sistema de enfriamiento por evaporación.

Básicamente, la temperatura del agua que pasa a través del cojinete no tiene importancia. El potencial de enfriamiento es esencialmente el mismo.

La regla 80-80

Sin embargo, algo que sí importa es la condición del aire exterior. La temperatura exterior y la humedad relativa se relacionan inversamente – entre más caliente sea la temperatura, más seco será el aire. Y entre más seco sea el aire, los cojinetes funcionarán mejor. Existe un 'punto crítico' que puede ayudar a determinar si se deben poner a funcionar o no los cojinetes de enfriamiento.

Este punto crítico, en la mayoría de los casos, es una temperatura del aire de 80° F (26.6° C). Si la temperatura del aire es superior a 80° F, entonces en la mayoría de los casos, probablemente será beneficioso poner a funcionar los cojinetes de enfriamiento. Pero si la temperatura del aire es inferior a 80° F, el efecto del enfriamiento al poner a funcionar los cojinetes es mínimo; quizá se pueden obtener uno o dos grados de diferencia entre la temperatura del aire interior y exterior. La razón para esto es la humedad en el aire asociada con una temperatura del aire particular.

En la mayoría de los casos durante el verano, si la temperatura del aire es de 80° F, la humedad relativa en el aire es apenas de 80%. Ésta es simplemente la forma en que funciona la naturaleza y debemos trabajar con ella. A medida que la temperatura del aire aumenta gradualmente por arriba de 80° F (últimas horas de la mañana, tarde), la humedad relativa disminuye gradualmente.

A medida que la temperatura del aire disminuye gradualmente por debajo de los 80° F (últimas horas de la tarde, durante la noche, primeras horas de la mañana), la humedad relativa aumenta gradualmente.

Una vez que la humedad relativa se eleva hasta el nivel de 80%, por ejemplo, entre las 10 p.m. y las 10 a.m., poner a funcionar los cojinetes de enfriamiento ofrece muy poco beneficio. ¿Por qué? Debido a que es difícil evaporar el agua en aire y obtener mucho enfriamiento cuando el aire ya tiene 80% de humedad (Czarick y Lacy, 2000).

No obstante, tenemos algunas raras excepciones cada verano, cuando el calor extremo conserva la temperatura por arriba de 80° F hasta después de medianoche. Cuando ocurren estas condiciones, poner a funcionar los cojinetes de enfriamiento después de las 10 p.m. probablemente sería ventajoso. En general, sin embargo, el escenario de 10 p.m. a 10 a.m. es una buena regla general.

En todos los casos, excepto unos pocos excepcionales, los cojinetes de enfriamiento no deberían funcionar las 24 horas del día. Se debe permitir que los cojinetes se sequen al menos una vez al día (Campbell et al., 2006).

En caso de no hacerlo se pueden generar problemas, tales como aumentar el riesgo de crecimiento de algas y reducir la expectativa de vida de los cojinetes al conservarlos húmedos durante largos periodos. La vida de la bomba también se acortará debido al uso innecesario durante la noche cuando la posibilidad de enfriamiento benéfico es muy reducida. Además, los altos niveles de humedad en la caseta creados por los cojinetes que funcionan durante la noche, dificultarán que se mantenga seca la cama.

Una pregunta común es, "¿Cuándo se debe iniciar el funcionamiento de los cojinetes?" A menudo, los avicultores tienden a poner a funcionar los cojinetes demasiado pronto (a una temperatura demasiado baja) en un intento por hacer lo que consideran mejor para sus aves.

Si su caseta tiene una velocidad de aire adecuada (mínimo de 500 pies por minuto (152 m) en una caseta de 500 pies; 600 a 700 pies por minuto es mejor (182 a 213 m), entonces se consigue poco beneficio al poner a funcionar los cojinetes antes de tener 82 a 85° F (27.7 a 29.4° C) con aves más grandes.

Poner a funcionar los cojinetes a 80° F o menos probablemente es contraproducente en términos de niveles de humedad de la caseta y condiciones de la cama.

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