La termodinámica del cebadero

Hoy por hoy, en unas circunstancias económicas y de mercado en que cada factor de la producción puede determinar cruzar la estrecha línea de la rentabilidad y el buen marchar de la explotación ganadera, especialmente con los costes de suministro energético alcanzando máximos históricos, lo que repercute en el conjunto del resto de costes de explotación, es preciso entender el proceso de cebo como un proceso exigente, complejo y, sobre todo, energético.

Y como tal, la utilización de algunas consecuencias que derivan directamente de los principios de la termodinámica, puede servirnos de nexo entre la ciencia más pura y la ganadería más práctica, logrando unas cuentas, además del ganado, sanas y fuertes en la explotación.

En definitiva, podemos afirmar que un cebadero constituye un sistema termodinámico tan o más complejo que un motor de combustión. Estudiarlo, comprenderlo, pero sobre todo conocer ciertos aspectos clave pueden ayudarnos a la hora del diseño o remodelación de la nave para lograr una mayor eficiencia energética, productiva y, por ende, económica.

La característica fundamental de este sistema, que condicionará todos los aspectos que tratemos es que se trata de un sistema abierto. Esto se traduce en que la energía y la materia entran y salen del mismo.

Balance de energía en el Cebadero

Nuestro sistema tendrá tanto inputs como outputs de energía, que a fin de cuentas deberán equilibrarse. Para lograr el equilibrio de forma óptima y lograr los mejores rendimientos, es preciso tomar en consideración todas estas entradas y salidas, o especialmente aquellas que resultan significativas por su magnitud, complejidad o impacto económico.

Los animales constituyen, junto con la energía procedente de la insolación sobre las cubiertas especialmente en verano, los dos principales aportes de calor. Otros aportes de energía que se manifiestan en forma de energía química son el propio crecimiento del animal y los excrementos, ambas procedentes también del aporte energético que se encuentra en el alimento suministrado.

En cuanto a los outputs o salidas de energía que tienen lugar en nuestro sistema, cabe destacar la pérdida de calor que tiene lugar a través de la solera, el propio cerramiento y, sobre todo, debido a la renovación de aire.

La renovación de aire es muy relevante, a la vez que necesaria por otros motivos, en términos energéticos, pues es el fluido con mayor volumen en todas las instalaciones de cebo.

Ventilación: jugar con el aire. Corrientes de convección

La mezcla mecánica de gases, entre los que incluimos el vapor de agua, que rodea a nuestros animales, su alimento, cama, excrementos y la propia estructura de la nave es de importancia vital para el ganado.

La creación de una atmósfera con las concentraciones adecuadas de oxígeno, pero también sin superar determinados límites de partículas en suspensión, dióxido de carbono, amonio u otros contaminantes permitirá un desarrollo del proceso de cebo que garantice un correcto estado sanitario y mejores índices de conversión y tiempos de ocupación de las plazas.

Las renovaciones de los volúmenes contenidos en las naves, que no por ser naves abiertas dejan de poder embolsarse dentro de las mismas, son necesarias para lograr los citados objetivos, si bien suelen implicar pérdidas de calor y, por ende modificación de la temperatura interior de la nave.

Pero, como dice el refrán: si no puedes con tu enemigo, únete a él. Utilicemos como herramienta la necesidad de renovar el aire a nuestro favor. ¿Cómo? Mediante un diseño adecuado de las instalaciones. En nuestras latitudes, una gran mayoría de instalaciones puede minimizar o lograr anular el consumo de energía por ventilación con resultados de cebo más que competentes.

Orienta tu instalación

Habitualmente, en las diferentes comarcas o regiones existen vientos que tienden a repetirse en sus rumbos de manera altamente frecuente. Orientar dentro de la parcela la edificación de forma que penetren dichos vientos de forma perpendicular a la fachada de mayor longitud permitirá una muy efectiva ventilación transversal, siempre y cuando existan en número y superficie los huecos necesarios.

Podrá alterarse hasta 45º la orientación citada, buscando un equilibrio entre la entrada de aire por acción del viento y una insolación de las cubiertas en invierno y verano que permita una gestión complementaria correcta de la temperatura adquirida por radiación solar. Las pendientes de las cubiertas, y sus proporciones, desplazando la cumbrera de la nave del eje de simetría longitudinal de la misma son parámetros, que no se debe temer su variación y de gran ayuda para lograr el objetivo final.

Sin ánimo de profundizar en las leyes que rigen el comportamiento de las sustancias en estado gaseoso, de la Ley de los Gases Ideales se infiere que con el aumento de la temperatura las masas de aire pierden densidad. De forma viceversa, si su temperatura disminuye, su densidad aumenta o, lo que es lo mismo, tienen un peso específico mayor.

Como ya sabemos, las renovaciones de aire dentro de nuestra nave serán continuas, con lo que sus variaciones de temperatura también lo serán y así lo serán también los movimientos de estas masas de aire: el aire caliente ascenderá, dejando en las zonas más cercanas a la solera las masas de aire a menor temperatura. Estos movimientos generan las conocidas como corrientes de convección.

El diseño más eficiente se preocupará de colocar las aberturas de entrada de aire en zonas bajas de la fachada, cercanas a la solera. Y los orificios de salida del mismo, siempre de forma opuesta y a una altura mayor, a aproximadamente dos tercios de la altura de hombros de la fachada.

Aislamiento, hablemos de materiales

Spacious ventilated corral for cattle on a modern farmCuando se observa una nave de cebo vacuno, en la que es muy frecuente, salvo en los países muy fríos, encontrar instalaciones cuya condición de abiertas puede conducir al pensamiento de que los materiales empleados para los cerramientos poco importen siempre y cuando cumplan con sus funciones físicas de estructura, impermeabilidad o sombreamiento.

Sin embargo, se demuestra que un correcto aislamiento, pese a la porcentualmente muy importante presencia de huecos en fachadas de estas edificaciones es altamente efectivo, bien para luchar contra el frío como para hacerlo contra las altas temperaturas.

En el primero de los casos, cabe destacar la necesidad de proteger la fachada Norte de la nave con especial atención. Es a través de ésta, que nunca recibe insolación por su orientación, por donde realizan la entrada las masas de aire a temperaturas más bajas especialmente durante las noches de invierno.

Para la época estival, buscando el efecto totalmente opuesto, pero con soluciones similares, es preciso proteger con especial cuidado la fachada Sur, que recibirá insolación durante la práctica totalidad de la jornada, así como las cubiertas.

Las soluciones aislantes son muy variadas, si bien la instalación de paneles de doble chapa con espumas de polímero (poliuretano o poli-isocionurato) entre ambas, resultan de gran eficacia, muy escaso mantenimiento, coste moderado y facilidad de instalación.

¿Sabías que…?

En los primeros centímetros bajo la cubierta de chapa de una nave que recibe insolación directa, para las latitudes de nuestra geografía, pueden alcanzarse temperaturas cercanas a los 60º. La evacuación de toda esta energía en forma de calor resulta difícil y económicamente costosa.

Un correcto aislamiento reduce las citadas temperaturas entre 20º y 25º, lo que disminuye las necesidades de ventilación y refrigeración en el alojamiento ganadero y aumenta ostensiblemente el confort de los animales estabulados.

Además, la instalación de aislamiento será muy útil en la época invernal, cuando de manera opuesta, evite las pérdidas de calor por la cubierta o paramentos laterales hacia el exterior.

Chimeneas: por qué y cuándo instalarlas

Fuente: PATEC

En ocasiones, la ventilación cruzada no es factible por otros condicionantes de diseño, o simplemente no es suficiente, por ejemplo por proximidad entre naves colindantes que impiden la correcta refrigeración de todas ellas.

La ventilación cenital nos ofrece la solución más sencilla para estos casos, con un dispositivo milenario: las chimeneas.

El funcionamiento de las éstas se basa en el gradiente térmico que se genera con el aire de su interior. Por ello, chimeneas de una mayor altura, y diámetros comedidos, aseguran mayores flujos de aire, pues albergarán gradientes térmicos más pronunciados entre el interior del alojamiento ganadero y el extremo superior de la conducción.

 

 

En el extremo superior de las mismas pueden colocarse copetes aerodinámicos que, con escaso viento, rotan sobre sí mismos provocando en su interior un aumento de la corriente de succión y del flujo de aire a través del conducto.

La Humedad, ¿un enemigo o un aliado?

La humedad, ese terrible enemigo que provoca un mayor desarrollo patologías a nuestros animales, ¿o ese estupendo aliado para una eficiente y eficaz gestión de la temperatura? Optemos por lo segundo.

Si bien es cierta la primera de las premisas cuando las condiciones de humedad relativa son excesivas en periodos prolongados de tiempo, y especialmente a temperaturas poco adecuadas, el vapor de agua en el aire puede colaborar con un consumo mínimo de energía. ¿Por qué?

El agua es un fluido cuyo calor específico es muy superior al del aire, es decir, para calentar (o enfriar) cierta cantidad de agua necesitaremos mucha más energía, o bien, mucho más tiempo. Una atmósfera que incorpora vapor de agua siempre tendrá mayor inercia térmica, o lo que es lo mismo, alcanzará temperaturas que se alejarán más de los extremos que una atmósfera seca en las mismas condiciones climáticas.

Pero además…el agua nos ayuda a refrigerar

Incorporar en el cebadero un proceso de evaporación de agua, provocará un descenso muy efectivo de la temperatura interior del mismo, especialmente si la atmósfera existente tiene una humedad relativa baja.

Esto se debe a la energía que precisa el agua para la realización del cambio de estado líquido-gas: durante el proceso, las moléculas de agua toman de su entorno energía en forma de calor para romper los puentes de unión o enlace entre las mismas, provocando una baja de temperatura en su entorno.

Para ello, existen numerosos equipos diferentes en el mercado que, si bien todos utilizan el mismo principio, son adecuados en función de la geometría de las instalaciones y las condiciones climáticas. Destacamos los nebulizadores de alta y baja presión, la aspersión y, especialmente, los paneles refrigeradores por evaporación.

Comparte este post