15 Jul 2020

¿Cuánto debería abrirse la compuerta de un túnel durante el clima cálido?

compuerta


AUTOR

Brian Fairchild

Michael Czarick

Diamond V

Originalmente, la compuerta de los túneles sólo se pensaron como un método para reducir los costos de calefacción y el apelmazamiento de la cama de los pollos en la zona de entrada del túnel en las naves totalmente cerradas.

Los avicultores se dieron cuenta de que:

Normalmente los calefactores cerca de las cortinas de los túneles que funcionaban casi constantemente durante el clima frío, mientras que los calefactores restantes sólo funcionaban ocasionalmente.

Los avicultores que instalaron compuertas en las entradas de túnel, con mayor aislamiento térmico y estanqueidad, a menudo vieron importantes reducciones en los costos de calefacción, lo que no es sorprendente teniendo en cuenta que en la ventilación por túnel la entrada puede extenderse más de 1/3 de la longitud del área de cría en muchas de las naves actuales de pollos de engorde (Figura 1).

Algo que muchos productores descubrieron y que no esperaban es que las puertas de los túneles a menudo resultaron casi tan beneficiosas durante el tiempo de calor como durante el de frío.

Los avicultores descubrieron que las compuertas del túnel producía un mejor movimiento del aire, eliminando la “zona muerta” que hay cerca de las paredes laterales, justo después del final de las entradas del túnel.

Y lo más importante: mejoraban la uniformidad de la velocidad del aire de pared a pared en toda la nave, y por tanto, ayudaba a disminuir los problemas en la producción debido al estrés por calor, que a menudo se producen durante los climas cálidos.

Naves con cortinas de túnel tradicionales

El aire entrante tiende a no desviarse mucho cuando entra y avanza por la nave. Va directamente al centro de la nave, choca con el aire que entra por la abertura opuesta de la cortina del túnel, y se mueve por la nave hacia los extractores del túnel sin desviarse en exceso.

Naves con compuertas de túnel

El círculo del aire es muy diferente, parecido al círculo de circulación de aire creado por las entradas de las paredes laterales durante el clima frío.

La abertura en ángulo de la puerta del túnel dirige el aire entrante hacia el techo, donde permanece hasta que llega al centro de la nave donde choca con el aire entrante del lado opuesto de la nave.

Luego, gira hacia el suelo y finalmente acaba dirigiéndose a las paredes laterales, creando un circuito de flujo de aire circular.

Este circuito de flujo de aire circular continúa unos 30 metros a lo largo de la nave, recorriéndola hasta llegar a los extractores de túnel.

compuertaEste circuito de flujo de aire circular aumenta el movimiento de aire a nivel del suelo en el área de la entrada de aire del túnel, eliminando la zona muerta justo después del final de la abertura de entrada del túnel, y genera velocidades de aire más uniformes al medirlas a lo ancho de la nave.

Los beneficios del aire circular en comparación con el creado por las aberturas tradicionales de las cortinas de los túneles se demostraron en dos naves de pollos casi idénticas de 20,1 x 152,4 metros con ventiladores túnel.

Una de ellas estaba equipada con compuertas de túnel convencionales que sólo podían abrirse hasta aproximadamente un ángulo de 50 grados.

La otra estaba equipada con un tipo de sistema de compuerta de túnel que podían abrirse hasta el punto en que las puertas estaban paralelas al suelo, lo que creaba un circuito de aire similar al producido por una abertura de cortina de túnel tradicional.

Se calculó la velocidad de aire promedio en ambas naves, tomando 15 mediciones de velocidad de aire en la sección transversal a 18,3 metros de la pared final de los extractores del túnel, cuando los 16 extractores de 1,3 metros de diámetro estaban funcionando.

Aunque la velocidad media del aire de las dos naves fue casi idéntica, con un promedio de 3,78 m/seg (+/- 0,08 m/seg) había una gran diferencia en la uniformidad de la velocidad del aire de pared a pared entre ambas.

En la nave con las puertas del túnel abiertas 50 grados, la diferencia en la velocidad del aire entre el centro de la nave y a 1,5 metros de las paredes laterales era menor de 0,5 metros por segundo

Por el contrario, en la nave donde las puertas del túnel pudieron abrirse paralelamente al suelo, la variación fue de aproximadamente 1,27m/seg (Figura 3), lo que resultaría en un menor efecto de enfriamiento para las aves cercanas a las paredes laterales en comparación con las que se encuentran hacia el centro de la nave.

Pero, cuando las mismas puertas del túnel se cerraron en un ángulo de 45 grados, la diferencia de velocidad de aire cerca de la pared lateral se redujo a menos de 0,5 m/seg (Figura 4).

La conclusión de este estudio fue muy clara: el simple hecho de hacer girar el aire al entrar, mejora enormemente la uniformidad de la velocidad del aire a lo largo de toda la nave.

Desde el punto de vista de la gestión de las compuertas de los túneles, es importante tener en cuenta que el grado de abertura de las compuertas del túnel no sólo afecta a las aves que se encuentran lejos de la apertura de la compuerta del túnel, sino que también afecta a las aves que se encuentran directamente debajo de la misma.

Cuanto más se abran las compuertas del túnel, más probable es que se cree una zona muerta de aire debajo de la compuerta (Figuras 5,6 y 7). Esto se debe a que cuánto más se abra la compuerta del túnel, más difícil es que el aire en circuito circular regrese a la pared lateral debajo de las compuertas del túnel.

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Al aumentar la apertura de la compuerta del túnel se minimiza la presión estática, lo que mejoraría el rendimiento del extractor y, por lo tanto, la velocidad del aire de la nave y el enfriamiento de las aves.

Si bien es cierto que a medida que se reduce la apertura de la compuerta del túnel, la presión tenderá a aumentar, también no debemos de olvidar que habrá ventajas significativas en la reducción de la abertura de las compuertas túnel.

Por ejemplo, la reducción de la abertura de una compuerta de túnel de 1,5 metros a un 1,2 metros permitiría al aire más distancia para hacer todo el camino de regreso hasta la pared lateral antes de girar hacia arriba por la pared lateral (Figuras 8 y 9).

A menudo se piensa que la apertura de la compuerta de un túnel debe ser igual a la apertura de la pared lateral.

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Para una compuerta de túnel de 1,5 metros, la abertura entre la parte superior de la abertura del túnel y la pared lateral debe ser de al menos 1,5 metros formando aproximadamente un ángulo de 60 grados con la pared lateral.

Además, cuando la apertura de una puerta de un túnel de 1,5 metros se reduce a un 1,2 metros la velocidad del aire entrante aumentará aproximadamente un 25% generando un circuito de aire más rápido y un mejor movimiento de aire en el área de entrada del túnel de una nave.

Por último, pero no menos importante, una puerta de túnel parcialmente cerrada facilita la recogida de las aves muertas que puedan estar debajo de las puertas.

Se realizaron estudios en tres granjas de pollos para evaluar cómo la apertura de la compuerta del túnel afecta a la presión estática y a la velocidad media del aire de la nave.

  • Todas las naves disponían de pasillos de separación entre los paneles evaporativos y las paredes laterales de la nave de 0,6 metros de ancho.
  • La velocidad media del aire se determinó a partir de 15 mediciones transversales tomadas a 18,2 metros de la pared final de los extractores de túnel.
  • Las mediciones de la velocidad del aire se tomaron cada minuto durante 15 minutos.
  • Las mediciones de velocidad del aire y de presión estática se tomaron con todos los extractores del túnel funcionando con compuertas de túnel de cinco pies abiertas a De 1,5 metros abiertas a 1,4; 1,2 y 0,9 metros aproximadamente a 60,45 y 20 grados.

La disminución de la abertura de la puerta del túnel en las tres naves de aproximadamente 1,4 a 1,2 m en un mínimo aumento de la presión estática de 1,5 pascales y una disminución de la velocidad del aire de menos de 1,5 m/seg (0,7%), lo que indica que probablemente no habría ninguna consecuencia negativa asociada con el cambio del ángulo de la puerta del túnel de un ángulo de 60 grados a 45 grados en la típica nave de pollos ventilada con modo túnel (Tabla 1).

Tabla 1. Efecto de diferentes aberturas de las compuerta del túnel
en la velocidad media del aire de la nave y la presión estática

Curiosamente, la reducción de la abertura de la puerta del túnel 1,4 m (60º) a solo 0,9 m (20º) aumentó la presión estática media en aproximadamente 5 pascales y redujo la velocidad media del aire en aproximadamente 0,08 m/seg lo que la mayoría consideraría un cambio insignificante.

Las presiones necesarias para hacer pasar el aire a través de los paneles evaporativos (un sección relativamente pequeña), y a lo largo del “tubo” de aproximadamente 122 metros desde los paneles hasta los ventiladores, son mayores que la presión necesaria para hacer pasar el aire a través de las compuertas de túnel, independientemente que esté completamente abierta o cerrada en un 20%.

La presión es principalmente el resultado de la relativamente alta velocidad del aire en la nave.

Cuanto mayor sea la velocidad del aire, mayor será la presión estática.

La velocidad del aire en las naves del estudio osciló entre un poco menos de 3 y 3,5 m/seg lo que generalmente significa que la presión oscilará entre aproximadamente 35 pascales (3 metros/segundo) y 42,3 pascales (3,5 metros/segundo) como fue el caso de estas naves en particular. No importa cuánto se abran las puertas del túnel, la presión estática normalmente permanecerá prácticamente igual.

Otra importante ventaja de la reducción de la abertura de las compuertas de túnel, es que se reduce el tamaño de la “zona muerta” que aparece justo al inicio del panel, cerca de la pared inicial, en naves con paneles de enfriamiento evaporativo muy largos.

  • Cuanto más largo sea el panel, mayor será la diferencia en la velocidad de aire a lo largo del panel.
  • En sistemas de paneles de refrigeración de 30 metros de longitud, no es raro encontrar que pasa el doble de aire por la zona del panel más cercano al fondo de los “extractores del túnel” en comparación con la zona del panel más cerca del inicio de la nave.
  • Aunque en una nave con ventilación túnel, la velocidad del aire cerca de la pared de la entrada siempre será más baja debido al volumen limitado de aire que entra cerca de esta pared, se ha descubierto que cerrar parcialmente la puerta del túnel puede ayudar a introducir más aire a través del panel próximo a la pared inicial, reduciendo así el tamaño de la “zona muerta”.

Se realizó un estudio en una nave de 152,4 x 20,1 metros con 2 sistemas de paneles evaporativos de 37,8 x 1,5 metros instalados con un pasillo de separación entre el panel y la pared lateral de la nave de 0,9 metros de ancho.

  • Cuando todos los extractores estaban funcionando y las compuertas del túnel estaban completamente abiertas (1,2 metros), se midió un pequeño aumento de la presión estática (2,5 pascales).
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Las mediciones de la velocidad del aire se hicieron a 4,9 metros de la pared lateral en 6 lugares a lo largo del panel evaporativo:

6 m, 10 m, 13 m, 17 m, 21 m y 24 m

Usando anemómetros colocados a 0,61 metros sobre suelo, conectados a un sistema de registro de datos y con los 16 extractores de 1,37 metros de diámetro funcionando.

Cuando las puertas del túnel se abrieron completamente, la velocidad del aire que a 6 m del inicio de la nave fue un 45% menor que 6 m del final de panel (1,6 m/seg y 2,7 m/seg ) (Figura 11).

  • La velocidad media del aire y la presión estática medida a 15 metros de los extractores del túnel fue de 3,4 m/seg y 40 pascales respectivamente.
  • Cuando las puertas del túnel se cerraron a 0,3 metros la velocidad del aire a 6,1 metros del inicio del panel aumentó casi 0,5 m/seg, mientras que la velocidad del aire en el el otro extremo del panel (al final), aumentó un poco más de 0,05 m/seg.

Aunque el mayor cambio en la velocidad del aire se produjo en el inicio del panel, también hubo aumento de velocidad de aire de 0,25 m/segundo a 20,7 metros de distancia del inicio del panel.

La reducción de la apertura de la puerta del túnel aumentó la presión estática en 2,5 pascales lo que provocó que la velocidad media del aire de la nave disminuyera en un insignificante 1% (3,3 m/seg).

Las mediciones indicaron que cerrar las puertas del túnel a unos 45 grados puede ayudar a reducir el tamaño de la “zona muerta” que aparece en el inicio de la entrada de túnel sin afectar negativamente a la velocidad del aire de la nave y al enfriamiento de las aves.

  • Cuando las puertas del túnel se cerraron 0,6 metros, la mejora de la velocidad del aire al inicio del panel fue menos marcada.
  • Las mediciones de velocidad del aire tomadas a 17 metros del inicio del panel aumentaron en promedio menos 0,13 m/seg

El problema fue que el aumento marginal de la velocidad del aire cerca de la pared inicial se produjo a costa de una reducción significativa de la velocidad del aire en el resto de la nave. La reducción de la apertura del túnel aumentó la presión 10 pascales lo que redujo la velocidad del aire de la nave en un 6% de velocidad del aire 3,15 m/seg.

Aunque la reducción de la abertura de las compuertas del túnel puede resultar beneficiosa; pero si se reduce demasiado, la presión estática puede aumentar hasta el punto de que la velocidad media del aire en la nave, se vea afectada negativamente.

Tendremos que tener en cuenta que no hay una única abertura correcta de las compuertas de túnel. Habrá varias aberturas que podrán funcionar adecuadamente.

Algunos avicultores pensarán que la abertura correcta es 45 grados, mientras que podrá haber otros avicultores que consideren que con 60 grados se ventila mejor. En el caso de manejar las compuertas del túnel mediante la presión estática de la nave, se deberá programar una presión estática de la ventilación túnel entre 12,5 y 20 pascales; con una abertura máxima de entre 45 y 60 grados.

  • Normalmente, la compuerta del túnel estarán en su máxima abertura cuando el 75% de la capacidad de extracción del túnel esté funcionando, dependiendo de los ajustes de programación del túnel y la velocidad del aire de la nave.
  • Una forma rápida y segura de determinar cuánto se pueden cerrar las compuertas sin afectar significativamente el rendimiento de los extractores, es medir la presión estática con todos los extractores del túnel funcionando y la compuerta del túnel abiertas al máximo (de forma que la abertura de la puerta de túnel sea igual que el hueco de la pared lateral).
  • Luego, comience a cerrar las compuertas mientras se monitoriza la presión estática. Cuando la presión estática aumente aproximadamente 2,5 pascales deje de cerrar la compuerta.
  • Normalmente las compuertas se posicionarán aproximadamente a 45 grados.
  • Como se comentó anteriormente, un aumento en la presión de 2,5 pascales no afectará notablemente a la velocidad media del aire de la nave, pero podría resultar en un mayor enfriamiento para algunas de las aves de la nave.
  • Utilice cartuchos o nebulizadores de humo para comprobar los circuitos de aire con las diferentes aberturas de las compuertas de túnel.
  • Mida las velocidades del aire en toda la nave también.
  • Encontrar la abertura óptima de las compuertas del túnel requiere experimentar. Se debe controlar la presión estática mientras se prueba con diferentes aberturas de las compuertas de túnel, para asegurarse de no dañar a la mayoría de los pollos de la nave sólo por enfriar a unos pocos que están en el inicio de la nave.



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